Het is van vitaal belang om de fysisch-chemische eigenschappen te benutten om het gedrag van cellen te sturen voor de ontwikkeling van biomaterialen in tissue engineering en regeneratieve geneeskunde. Dit geldt ook voor Osteogenese ook wel ossificatie of botvorming genoemd. Een manier om osteogenese te evalueren is om stamcellen te gebruiken die op deze manier gestuurd kunnen, zogenaamde mesenchymale stamcellen (MSCs). MSC’s zijn bijzonder geschikt vanwege hun capaciteit om te differentiëren naar verschillende celtypen, waaronder adipogene (vet), chondrogene (kraakbeen) en osteogene (bot) cellen. Verder differentiatie) en hun lage immunogene reactie door allogene gastheren. In het lichaam heeft het bindweefsel (de extracellulaire matrix, ECM) van de meeste weefsels, zoals bot, pees en zenuw, anisotrope architecturen die bestaan uit uitgelijnde nano en micro structuren. MSCs kunnen de fysieke of topografische signalen van het ECM waarnemen en op deze signalen reageren en afhankelijk van de invloeden hun adhesie, proliferatie, migratie en differentiatie aanpassen. Om de relevante topografische kenmerken beter te begrijpen, is het daarom essentieel om een parameter systematisch te veranderen om de invloed ervan op het gedrag van de cellen te bepalen. Met het BiomACS high-throughput screening platform zijn de optimale oppervlakte structuur combinaties voor osteogenese van menselijk beenmerg afgeleide MSCs onderzocht en gevonden. Deze methode is tijd- en kostenefficiënt en minimaliseert systematische of methodologische fouten. Het BiomACS platform vergemakkelijkt het begrijpen van de relaties tussen het bio-interface en biologisch gedrag, en de screeningmogelijkheid biedt een groot potentieel voor het ontwerpen van biomaterialen die osteogenese bevorderen.
Publicaties:
- Yang, L. Ge. P. van Rijn, “ Synergistic Effect of Cell-Derived Extracellular Matrices and Topography on Osteogenesis of Mesenchymal Stem Cells ”, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020 , 12, 23, 25591–25603. https://doi.org/10.1021/acsami.0c05012
- Yang, L. Ge, Q. Zhou, K. Jurczak, P. van Rijn, ” Decoupling amplitude and wavelength of anisotropic topography and the influence on osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells using a high-throughput screening approach “, ACS Appl. Bio Mater. 2020 , 3 (6), 3690-3697. https://doi.org/10.1021/acsabm.0c00330
- Yang, L. Ge, Q. Zhou, T. Mokabber, Y. Pei, R. Bron, P. van Rijn* ” Biomimetic Multiscale Hierarchical Topography Enhances Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells ” Adv. Mater. Interfaces 2020 , 7, 2000385. https://doi.org/10.1002/admi.202000385
- L. Yang, Q. Gao, L. Ge, Q. Zhou, E. M Warszawik, R. Bron, K. W. Chiu Lai, P. van Rijn, ” Topography induced stiffness alteration of stem cells influences osteogenic differentiation “, Biomater. Sci. , 2020 , 8, 2638-2652. https://doi.org/10.1039/D0BM00264J