Abstrakt

Modifikation von Fibroinen: Ansätze zur Entwicklung optimierter Gerüste für das muskuloskelettale Tissue Engineering

Patitapabana Parida, Niraj Babu1, Bibhukalyan Prasad Nayak1, Rohit Raj und Ajit Behera

Die Komponenten des Bewegungsapparats, die aus Knochen, Bändern, Sehnen und Muskeln bestehen, sind am anfälligsten für Verletzungen beim Sport und verwandten Aktivitäten. Der Ersatz des verletzten Gewebes, insbesondere des Knochens, ist für Gewebetechniker eine Herausforderung. Mit dem Ziel der Regeneration von Knochengewebe wurde Seidenfibroin aus Bombyx mori, ein neuartiger biokompatibler natürlicher Polymer, entweder allein oder als organisch/anorganische Zusammensetzung für optimales Wachstum von Knochenzellen oder für die Differenzierung von Stammzellen zu Knochenzellen in vitro untersucht. Dabei müssen Rohseidenfibroine entschleimt werden, normalerweise durch eine alkalische Behandlungsmethode, um die Zytotoxizität des Sericins zu mildern. Erst kürzlich haben sich durch Elektrospinnen gewonnene Seidennanofasern als vielversprechend für die Knochengewebetechnik erwiesen. Um Nanofasern zu erhalten, wird die entschleimte Seide normalerweise in kompatiblen Lösungen, z. B. CaCl2 in H2O oder LiBr in C2H5OH, in unterschiedlichen Konzentrationen aufgelöst, gefolgt von einer Dialyse zur Entfernung der toxischen Ionen. Die ionenfreie Seidenlösung kann allein elektrogesponnen oder mit verschiedenen Biopolymeren gemischt werden, um ein biologisch abbaubares Nanofaser-Komposit herzustellen. Andere Ansätze wie die Vernetzung einer Reihe von Biopolymeren mit Seide oder die Gefriertrocknung der Seidenfibroine sind ebenfalls in Planung, um ein neuartiges seidenbasiertes Gerüst für die Knochengewebetechnik zu entwickeln.