Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zellen lesen wie gedruckt

21.07.2009
Chinesisch-deutsches Materialforscherteam "druckt" Grundlage für neue Blutgefäße mit einem Ink-Jet-Printer

Wenn das Bein kalt ist oder schmerzt, es im Ohr rauscht oder in der Brust sticht - all das können Zeichen für eine mangelnde Durchblutung sein. Ursache dieser Durchblutungsstörungen sind häufig geschädigte Blutgefäße (Aterien, Venen), z. B. durch Rauchen, Verkalkung oder sonstige Ablagerungen in den Gefäßen.

Um Linderung zu verschaffen, hilft manchmal nur die Operation, bei der dem Patienten ein künstliches Blutgefäß aus den Kunststoffen Polyester oder Teflon eingesetzt wird.

Bei der Implantation der künstlichen Blutgefäße kann es aber zu Problemen kommen. So können sich Blutgerinnsel (Thromben) auf der Gefäßwand bilden, die gefährlich werden können, wenn diese anfangen, im Körper zu wandern. Die Ursache für diese Blutgerinnselbildung sind Unterschiede in Struktur und Eigenschaften zwischen dem künstlichen Material des Blutgefäßersatzes und den Blutbestandteilen. Bluteiweiße scheiden sich an dieser Grenzfläche (Biointerface) auf dem künstlichen Material ab und tragen zur Blutgerinnselbildung bei. Darum sind natürliche Blutgefäße innen mit einer Zellschicht, dem sogenannten Endothel ausgekleidet, das sich perfekt mit dem Blut verträgt. Die Endothelzellen ordnen sich in der Richtung des strömenden Blutes an und tragen dadurch wesentlich zu den hervorragenden Fließeigenschaften des Blutes in natürlichen Blutgefäßen bei.

Einem chinesisch-deutschen Team von Materialwissenschaftlern um Prof. Kaiyong Cai von der Chongqing University und Prof. Klaus D. Jandt vom Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie (IMT) der Friedrich-Schiller-Universität Jena ist es nun gelungen, gerichtetes Endothel auf einer Materialoberfläche zu erzeugen. Darüber berichtet die internationale Zeitschrift "Colloids and Surfaces B: Biointerfaces" jetzt online und im September in der gedruckten Ausgabe.

Die Methode zur Erzeugung des Endothels ist verblüffend einfach und wurde erstmals eingesetzt. Mit einem Tintenstrahldrucker (Ink-Jet-Printer), wie er in vielen Büros und Haushalten steht, druckte das Team das Biopolymer Laminin auf eine Materialoberfläche. Laminin ist ein sogenanntes Glykoprotein und wichtiger natürlicher Bestandteil der extrazellulären Matrix (ECM), einer Art Zellleim, der das menschliche Gewebe zusammenhält. Der Trick dabei: über eine gewisse Strecke auf der Materialoberfläche wird die Lamininschicht immer dünner und schwächer gedruckt, ähnlich einem Übergang von Schwarz nach Weiß beim Druck mit herkömmlicher schwarzer Tinte auf weißem Papier. In diesem Bereich der Materialoberfläche, dem sogenannten Gradienten, richten sich die Endothelzellen gleichmäßig in eine Richtung aus - ganz so wie in natürlichen Blutgefäßen. Die Endothelzellen lesen gleichsam die gedruckte Struktur und richten sich danach. In den Bereichen mit mehr Laminin wuchsen auch mehr Endothelzellen. "Diese faszinierenden Ergebnisse machen es uns nicht nur einfacher zu verstehen, auf welche Reize und Stoffe Zellen positiv reagieren, sondern legen vielleicht auch die Grundlage für eine neue Generation von Blutgefäßersatz, der verträglicher und langlebiger ist", erklärt der Jenaer Materialwissenschaftler Prof. Dr. Klaus D. Jandt die Bedeutung dieser Arbeit.

Der Originalbeitrag ist zu finden unter:
Kaiyong Cai, Haide Donga, Chong Chena, Li Yanga, Klaus D. Jandt, Linhong Deng, Inkjet printing of laminin gradient to investigate endothelial cellular alignment, in: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (2009) doi:10.1016/j.colsurfb.2009.04.008
Kontakt:
Prof. Dr. Klaus D. Jandt
Institut für Materialwissenschaft und Werkstofftechnologie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947730
E-Mail: k.jandt[at]uni-jena.de

Katrin Czerwinka | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-jena.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Mikroplastik in Meeren: Hochschule Niederrhein forscht an biologisch abbaubarer Sport-Kleidung
18.09.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Flexibler Leichtbau für individualisierte Produkte durch 3D-Druck und Faserverbundtechnologie
13.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie