Нанотехнологии быстро охватили область медицины, предлагая иногда беспрецедентные решения в самых дальних пределах существующих методов лечения, тем самым становясь центральным элементом диагностики и терапии, особенно для регенерации тканей. В настоящее время перед регенеративной медициной стоит задача создать сплоченную и организованную клеточную сборку без использования внешней поддерживающей матрицы.
Это особенно серьезная проблема, когда она включает синтез толстой и / или крупной ткани или когда эти ткани необходимо стимулировать, как их аналоги in vivo (такие как сердечная ткань или хрящ), чтобы улучшить их функциональность.Исследователи решили эту проблему, применив магнетизм для воздействия на клетки на расстоянии, чтобы собрать, организовать и стимулировать их. Таким образом, клетки, которые являются строительными блоками ткани, заранее намагничиваются за счет включения магнитных наночастиц, становясь, таким образом, настоящими клеточными магнитными «Лего», которые можно перемещать и складывать друг с другом с помощью внешних магнитов. В этой новой системе, действующей как магнитный растяжитель ткани, намагниченные клетки захватываются первым микромагнитом, а затем второй, подвижный магнит захватывает агрегат, образованный клетками.
Движение двух магнитов может растягивать или сжимать получившуюся ткань по желанию.Исследователи сначала использовали эмбриональные стволовые клетки для проверки своей системы.
Они начали с того, что показали, что включение наночастиц не влияет ни на функционирование стволовой клетки, ни на ее способность к дифференцировке. Эти функциональные магнитные стволовые клетки затем были протестированы на носилках, в которых они заметно дифференцировались по отношению к предшественникам сердечных клеток, когда стимуляция вызывала «магнитное биение», имитирующее сокращение сердца.
Эти результаты демонстрируют роль, которую чисто механические факторы могут играть в дифференцировке клеток.Такой подход «все в одном», который позволяет создавать ткани и манипулировать ими в рамках одной системы, может, таким образом, оказаться мощным инструментом как для биофизических исследований, так и для тканевой инженерии.