Een biomateriaal maken dat het gedrag van cellen op een dynamische manier stuurt, zoals dat ook in ons lichaam gebeurt. Het is mogelijk dankzij een nieuwe techniek waarbij functionele componenten aan een materiaal worden ‘vastgeklikt’ via vitamine H. Onderzoekers van de Universiteit Twente kunnen nu op een toegankelijke manier biomaterialen van allerlei functies voorzien terwijl cellen in het materiaal blijven leven.
De onderzoekers brachten vitamine H aan op biomaterialen en bewezen dat het daarmee mogelijk werd om stimulerende elementen aan biomaterialen te ‘klikken’. Daarbij was het dynamische gedrag van biologische weefsels na te bootsen door het gebruik van verschillen in bindingsaffiniteit: de ene ‘klik’ is sterker dan de ander.
Als gevolg daarvan wordt het mogelijk om levende weefsels van meerdere functies te voorzien en deze zelfs ‘op commando’ te veranderen in de loop van de tijd. Dit is een belangrijke doorbraak om bijvoorbeeld stam cellen te stimuleren om een weefsel te maken dat even goed kan functioneren als ons eigen natuurlijke weefsel. Anderzijds, deze techniek biedt ook nieuwe mogelijkheden om ziektes beter te kunnen nabootsen in het laboratorium wat interessant is voor het ontwikkelen en testen van medicijnen.
Slimme biomaterialen
De technologie maakt ook de gedeeltelijke functionalisatie van een biomateriaal mogelijk, wat kansen biedt om uiteindelijk meer complexe weefsels te kweken in het laboratorium. Daarbij kan worden gedacht aan een biomateriaal met daarin stamcellen, waarbij de cellen in de ene helft van het materiaal worden aangezet tot formatie van bot, terwijl ze in de andere helft kraakbeen weefsel produceren.
Een dergelijke ontwikkeling kan bijdragen om verbeterde geneesmethoden te ontwikkelen voor de behandeling van gewrichtsproblemen zoals kraakbeendefecten. De nieuwe technologie biedt daarmee dus nieuwe mogelijkheden om slimme biomaterialen te genereren die fungeren als blauwdruk voor het maken van levensechte organen. De onderzoeksgroep is momenteel bezig om hun doorbraak door te ontwikkelen in deze maatschappelijk relevante oplossingen.
Het onderzoek is uitgevoerd door Tom Kamperman onder leiding van Jeroen Leijten van het Developmental BioEngineering departement, onderdeel is van het TechMed Centre van de Universiteit Twente. Zij publiceerden hun nieuwe technologie in Nature Communications op 25 september.
