Een bal, een zadel, of een platte plaat. De kromming van biomaterialen remt of stimuleert botcellen om nieuw weefsel aan te maken. Dat laten ingenieurs van de TU Delft zien in een onderzoek dat op 3 maart is gepubliceerd in Nature Communications en in een persbericht. Dit onderzoek naar geometrieën kan een belangrijke stap zijn in het onderzoek naar herstel van beschadigd weefsel.
Levende cellen kunnen de geometrie van hun omgeving waarnemen en erop reageren. “Cellen voelen en reageren op de geometrie van de oppervlakken waaraan ze worden blootgesteld. Afhankelijk van hun kromming kunnen oppervlakken cellen aanmoedigen om nieuw weefsel aan te maken of voorkomen dat ze dat doen”, zegt Amir Zadpoor, hoogleraar Biomaterialen en weefselbiomechanica en begeleider van de studie. ‘Door een 3D-printer gemaakte stimulerende krommingen zijn een gemakkelijke en veilige manier om weefselgroei te bevorderen. In vergelijking met medicijnen zijn ze ook veel goedkoper.’
In petrischaaltjes kweekten de onderzoekers botcellen omgeven door kleine mallen van biomaterialen. Afhankelijk van de krommingen in de mallen hadden de cellen de neiging om in verschillende mate te groeien, zich te delen en weefsel te vormen.
Cellen in de vorm van een zadel
Hoewel gebogen vormen in eindeloze variaties lijken te bestaan, vallen ze altijd grofweg in een van deze drie categorieën: een bal met een bolle kromming, een zadel met een holle kromming, en een plaat die plat is. Een van de auteurs, assistent-professor Biomaterialen Lidy Fratila-Apachitei: ‘Cellen geven de voorkeur aan een zadelvorm. Als ze een zadelvorm in de buurt waarnemen, wordt de groei gestimuleerd. Uit de studie blijkt ook dat cellen dalen verkiezen boven heuvels.’
Liever uitlijnen
Eerste auteur Sebastien Callens was verantwoordelijk voor de experimenten en analyses in de studie. ‘Cellen hebben ook een skelet, dat bestaat uit vezels die in verschillende mate onder spanning staan. Hoe de spanning zich in die vezels opbouwt, beïnvloedt sterk het gedrag van cellen. Ik heb gezien dat cellen liever uitlijnen dan buigen.’
Beperkingen
Je kunt niet alleen zadelkrommen rond cellen hebben. Net zoals de drie hoeken van een driehoek altijd optellen tot 180 graden, moet de som van alle krommingen ook gelijk zijn aan enkele fundamentele getallen. ‘Je hebt altijd een beperkt budget aan zadelvormen’, zegt Zadpoor. ‘Als je ergens te veel negatieve kromming gebruikt, moet je ergens anders positieve krommingen gebruiken om de som constant te houden. Je moet je budget verstandig gebruiken om maximale weefselregeneratie te stimuleren.’
Geselecteerd voor jou!
Innovation Origins is het Europese platform voor innovatienieuws. Naast de vele berichten van onze eigen redactie in 15 Europese landen, selecteren wij voor jou de belangrijkste persberichten van betrouwbare bronnen. Zo blijf je op de hoogte van alles wat er gebeurt in de wereld van innovatie. Ben jij of ken jij een organisatie die niet in onze lijst met geselecteerde bronnen mag ontbreken? Meld je dan bij onze redactie.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
