Gesundheit

Entwickelt Kapillaren-Modell Verkehr in den kleinen Blutgefäßen

Hergestellte menschliche Kapillaren bieten einen erstaunlichen Blick, wie sich die roten Blutkörperchen transit ultra-kleinen Blutgefäße.

Diese neue Plattform wurde in einer kürzlich durchgeführten Studie, um zu lernen, wie schwere malaria-Infektion bewirkt, dass rote Blutkörperchen stecken in Blut Mikrogefäßen. Wie sammeln Sie sich, die Parasit-infizierten roten Blutkörperchen behindern den engsten Routen des Blutflusses in den Körper.

Die Möglichkeit der 3-D-microvessel-Modell wurde mit lebenden Zellen, und die Ergebnisse es geholfen, etwas über die Mechanismen der Mikrozirkulation Behinderung durch eine schwere malaria-Infektion, berichtet ein Papier in die aktuellen Themen der Wissenschaft Fortschritte.

Forscher an der University of Washington, Seattle Children ‚ s Research Institute, und der UW-Medizin-Institut für Stammzellforschung und Regenerative Medizin durchgeführt, das Projekt.

Die entsprechenden Autoren der resultierende Papier Ying Zheng, associate professor of bioengineering, Joseph D. Smith, affiliate professor der globalen Gesundheit und Seattle Children ‚ s Infektionskrankheiten Forscher, und Cole, A. DeForest, assistant professor of chemical engineering und bioengineering

Die 3-D-Kapillar-system-Ihr team entwickelt, hält Versprechen für die Forschung auf mehrere andere Erkrankungen, die zu Verstopfungen oder Schäden an der menschlichen Kapillaren. Dazu gehören Sichelzellenanämie, diabetes und Herz-Kreislauf-Probleme.

Das system könnte auch ein Erster Schritt sein in Richtung engineering Mikrozirkulation für die regenerative Medizin Zwecke, wie zur Versorgung ausreichenden Blutfluss zum organ-Reparatur-patches, abgeleitet aus Stammzellen oder auf Labor-gewachsenen Organe.

In den menschlichen Körper, Kapillaren sind die kleinsten Blutgefäße. Sie sind wichtige Kanäle für die übertragung von Sauerstoff und Nährstoffen aus dem Blut zu den Geweben, im Austausch für Kohlendioxid und Abfallprodukten.

Menschliche Kapillaren sind so eng, dass die roten Blutkörperchen Durchlaufen Sie one-by-one.

Die Wissenschaftler waren in der Lage zu konstruieren, deren Kapillarsystem durch eine Art biologische Druck der Gefäße 100 Mikrometer in der Größe, eingraviert in eine Kollagen-Basis. Multiphotonen-Technologie aus der DeForest-Labor beschäftigt war etch Kanäle und stören den Zellen von größeren Blutgefäße, wodurch Sie zu ermutigen, den Schritt in die Kanäle und form Kapillaren.

Mit Ihrer 3-D konstruiert microvessel, das ähnelt eine Sanduhr, konnten die Wissenschaftler analysieren, wie die roten Blutkörperchen navigieren engen Engpässe. Normale rote Blutkörperchen sind geformt wie ein rundes Schlauchboot, erhalten durch reibungslos durch verzerrte sich zu schauen, wie Hausschuhe, fallschirme oder Glocken. Aber irgendwie berühren Sie nicht die Innenseite der Kapillare.

Jedoch, die roten Blut-Zellen, die mit malaria infiziert sind steifer und knobby. Wenn transversing der Kapillare region tun, Sie nicht zu verlängern, sehr viel. Sie auch roll-und Wäschetrockner. Sowohl Ihre Form und Bewegung erhöhen das Risiko für die Einhaltung der Kapillare und immer gefangen.

Die Begegnung, die vorhandenen Kräfte in der Durchblutung, infizierte rote Blutzellen neigen dazu gedrängt werden, mehr in Richtung der Kapillare Wand im Vergleich zu Ihren nicht infizierten Kollegen. Dieser schob beiseite wirft auch die Wahrscheinlichkeit, dass es zu kleben.

Während die meisten normalen roten Blutkörperchen übergeben durch die engsten Regionen der Kapillare Modell ohne Probleme, diejenigen, die infiziert mit bestimmter malaria-Parasiten-Varianten stetig ansammeln. Innerhalb von Minuten können Sie dam die Kapillaren und stoppen den Fluss, trapping einige normale rote Blutkörperchen mit Ihnen.

Die Forscher durchgeführte zusätzliche Analyse der möglichen nachteiligen Beiträge die regler angezeigt, die auf malaria-infizierte rote Blutzellen.

Sie kamen zu dem Schluss, dass die dynamischen Kräfte des Blutflusses auf die infizierten Zellen, und die Veränderungen in den roten Blutkörperchen, die durch die malaria-Parasiten könnten spielen Sie unabhängige Rollen in den Ereignissen, die zu Verstopfung von Mikrogefäßen. So, zum Beispiel, es ist mehr das sammeln von infizierten Zellen in der Nähe der Ausfahrt von der Kapillaren, das ist der Ort, wo der Blutfluss verlangsamt und Scherkräfte werden reduziert.

Die Wissenschaftler erwähnt, die zwei mögliche Schwächen der eigenen 3-D human-microvessel-Modell ist, dass es wurde abgeleitet von Zelltypen, die Ihren Ursprung in größeren Blutgefäße und das Studium der single-cell dynamics ist eine Herausforderung aufgrund der unpräzisen flow control.