Wissenschaftler des Terasaki-Instituts haben eine von der Natur inspirierte Spitzentechnologie entwickelt, indem sie eine neuartige Biotinte aus Eiweiß oder Eiweißmethacryloyl (EWMA) entwickelten. Ein Artikel, der ihre Arbeit beschreibt, ist veröffentlicht im Journal Fortschrittliche Funktionsmaterialien.
Biotinten werden hauptsächlich im 3D-Biodruck verwendet, um künstliches Gewebe herzustellen. Diese natürlichen oder synthetischen Materialien unterstützen lebende Zellen und fördern deren Adhäsion, Wachstum und Differenzierung. Sie sind für die Entwicklung komplexer Gewebestrukturen für die medizinische Forschung, Arzneimitteltests und Organtransplantationen unverzichtbar. Diese neuartige EWMA-Biotinte stellt eine vielversprechende Ergänzung dieses Bereichs dar und bietet eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die viele Herausforderungen der Gewebezüchtung bewältigen.
Das Team hat durch Methacryloylmodifizierung eine photovernetzbare Biotinte aus Eiweiß hergestellt. Diese EWMA-Biotinte bietet mehrere Vorteile, die sie für Bioprinting-Anwendungen geeignet machen. Sie liefert reichlich Proteine und sorgt so für eine nährstoffreiche Umgebung für das Zellwachstum. Diese Biotinte weist eine hervorragende Biokompatibilität und Bioaktivität auf, die für eine erfolgreiche Gewebezüchtung entscheidend sind.
Die EWMA-Biotinte weist Eigenschaften wie Flexibilität auf, die es Forschern ermöglichen, die Eigenschaften des Materials genau auf die spezifischen Anforderungen von Mehrgewebestrukturen abzustimmen, die natürliche biologische Systeme genau nachahmen. EWMA-Biotinten besitzen intrinsische antivirale und antibakterielle Eigenschaften. Diese inhärenten Eigenschaften bieten eine zusätzliche Schutzschicht gegen potenzielle Infektionen, was insbesondere bei medizinischen Anwendungen von Nutzen ist.
Die Auswirkungen dieser Studie reichen weit über das Labor hinaus. EWMA-Biotinten könnten möglicherweise verwendet werden, um genauere Gewebemodelle für Arzneimitteltests zu erstellen und so den Bedarf an Tierversuchen zu verringern. Langfristig kann diese Technologie dazu beitragen, funktionelle Gewebeersatzstoffe für Anwendungen in der regenerativen Medizin zu entwickeln.
Dr. Ali Khademhosseini, CEO von TIBI und Experte für Biotechnik, meint dazu: „Dieser innovative Ansatz zur Herstellung von Biotinten aus Eiweiß zeigt das enorme Potenzial von bioinspirierten Materialien in der Gewebezüchtung. Indem wir leicht verfügbare natürliche Ressourcen nutzen und sie durch geschickte chemische Modifikationen verbessern, eröffnen wir neue Wege für die personalisierte regenerative Medizin. Solche Durchbrüche sind entscheidend für unser Bestreben, effektivere und zugänglichere Lösungen für Organversagen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebsbehandlungen zu entwickeln.“
Mit fortschreitender Forschung erwarten wir weitere Verbesserungen und Einsatzmöglichkeiten für EWMA-Biotinte. Dieser Durchbruch zeigt den Innovationsschub im Tissue Engineering und das Potenzial von bioinspirierten Materialien zur Lösung komplexer medizinischer Probleme. Die Entwicklung von EWMA-Biotinte ist ein bedeutender Schritt hin zu effektiveren und vielseitigeren Biodrucktechniken. Während Wissenschaftler diese Technologie weiter erforschen und ausbauen, könnten wir in eine neue Ära des Tissue Engineering und der regenerativen Medizin eintreten.
Zu den Autoren gehören Mahboobeh Mahmoodi, Mohammad Ali Darabi, Neda Mohaghegh, Ahmet Erdem, Amir Ahari, Reza Abbasgholizadeh, Maryam Tavafoghi, Vahid Hosseini, Javed Iqbal, Reihaneh Haghniaz, Hossein Montazerian, Jamileh Jahangiry, Fatemeh Nasrolahi, Arshia Mirjafari, Erik Pagan und Mohsen Akbari , Hojae Bae, Johnson V. John, Hossein Heidari, Ali Khademhosseini und Alireza Hassani Najafabadi
Mehr Informationen:
Mahboobeh Mahmoodi et al, Eiweiß-Photovernetzbare Hydrogele als vielseitige Biotinten für fortgeschrittene Anwendungen im Tissue Engineering, Fortschrittliche Funktionsmaterialien (2024). DOI: 10.1002/adfm.202315040
Zur Verfügung gestellt vom Terasaki Institute for Biomedical Innovation