Nanotechnik unterstützt Bildung von Blutgefäßen
Forscher haben Dosierungsproblem für Wachstumsfaktoren gelöst
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Nanosilikate für den Proteintransport (Foto: Gaharwar/TAMU) |
College Station (pte002/21.08.2018/06:05) Das Nachwachsen von Blutgefäßen, die sogenannte Angiogenese, lässt sich mit einem neuen Verfahren beschleunigen, das Forscher an der Texas A&M University https://tamu.edu in College Station entwickelt haben. Es basiert auf winzigen Silikatpartikeln, die äußerst porös sind. Diese werden mit Proteinen getränkt, die das Wachstum der Blutgefäße beschleunigen und Wachstumsfaktoren genannt werden. Darunter verstehen Biomediziner einen Mix aus Proteinen, die zusammenwirken, um das Wachstum von Blutgefäßen zu initiieren und zu begleiten. Um den Blutgefäßen mehr Zeit zum Wachsen zu geben, sind die Silikate so designt, dass der Wirkstoff langsam abgegeben wird, sagt Akhilesh K. Gaharwar, Assistenzprofessor für Biomedizin, der die Forschungsarbeiten leitet.
Fehler im neuen Gewebe werden vermieden
"Die Nanopartikel können mit schwachen Magneten verglichen werden, die das, was sie festhalten, nur langsam abgeben", so Gaharwar. Wenn die Wachstumsfaktoren in hoher Konzentration verabreicht werden, könne es zu Fehlern im Gewebe der nachwachsenden Blutgefäße kommen. Sein Kollege Kayla Bayless vom Molekular- und Zellularmedizinischen Zentrum ergänzt, dass die langsame Abgabe des Wirkstoffs auch die umgebenden Zellen positiv beeinflusst.
Gaharwar sieht die Nanosilikattechnik als eine Plattformtechnologie, die großen Einfluss auf die Entwicklung von biomedizinischen Gerüsten, der Basis für das Wachstum von Gewebe oder auch ganzen Organen, haben könne. Sie könne auch für die nächste Generation von Implantaten bedeutsam sein.
Wichtig für die Wundheilung
Eine funktionierende Angiogenese sei extrem wichtig für die Heilung von Wunden. Dabei werden neue Blutgefäße gebildet, damit Abwehrzellen und "Baumaterial" zur Reparatur des Gewebes herantransportiert werden können. Sie wachsen aus bestehenden Blutgefäßen heraus. Das sei auch bei der Transplantation von Gewebe wichtig, wie etwa nach Unfällen oder Operationen.
Die Blutgefäße bestehen aus unterschiedlichen Zellen - am bekanntesten sind die Endothelzellen - und glattem Muskelgewebe. Die Angiogenese wird sowohl räumlich als auch zeitlich durch ein koordiniertes Zusammenspiel von Aktivatoren und Inhibitoren reguliert. Wird dieses gestört, etwa durch ein Übermaß an Wachstumsfaktoren, läuft bei der Neubildung etwas schief. Es kommt darauf an, das Gleichgewicht zu wahren.
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