Aarhus-forskere brygger opskriften på kunstige blodårer

Arbejdet med at bygge kunstige blodårer, brusk, sener og muskler i laboratorier er kommet et skridt videre, efter forskere fra Ingeniørhøjskolen i Aarhus har kigget usædvanligt dybt ned i fibrenes struktur.

Ved brug af en synchrotonopstilling, der genererer røntgenstråler, har forskerne fået et tredimensionalt billede af fibre af polystyren - fibre, der blandt andet bruges i vandrensningssystemer.

Fibre i nanostørrelse er afgørende for at bygge kunstige dele af kroppen, da fibrene kan bygges til at efterligne det miljø, som kroppens celler naturligt befinder sig i. Det er afgørende for at lokke stamceller til at finde sig til rette i fibrene og 'bilde dem ind', at de befinder sig i et naturligt miljø.

De nye billeder har forskerne længe efterspurgt. Alle tidligere forsøg på at dykke ned i fibrenes struktur har nemlig været utilstrækkelige.

»Hver gang vi har kigget på fibre gennem mikroskoper, har vi kun set en fast overflade. Og når vi har forsøgt at gennemskære fibre, så har vi ødelagt strukturen. Det her er første gang, vi for alvor kigger ned under overfladen på fibrene,« siger Jens Vinge Nygaard fra Ingeniørhøjskolen, som er ekspert i materialer.

Fibrene er kun på størrelse med en tusindedel af en millimeter, og de nye billeder viser, at de er fulde af huller. Nu skal forskerne til at studere hullerne nærmere, for at kortlægge variationen i materialets tæthed og give viden om fibrenes elasticitet, styrke og tæthed.

»Når man skal lave en blodåre, er det afgørende, at den er designet til at have en særlig elasticitet, så den kan udvide sig optimalt, når hjertet slår, og blodet presses igennem. Når man skal lave et knogleimplantat, er det vigtigt, at det opnår den rigtige styrke og tæthed. Og når man skal fremstille kunstig hud til transplantation på mennesker, er det afgørende, at man opnår et præcist fugtighedsniveau og tilfører materialet en evne til at stimulere vævsreparation,« siger Jens Vinge Nygaard.

Læger hjælper med at snyde stamcellerne

Forskerne blev især opmærksomme på betydningen af fibrenes struktur, efter de indsatte en kunstig blodåre i en mus. Forsøget gik nemlig galt, da de kunstige fibre ikke tillod blodet at trænge gennem, og musen måtte aflives.

Hvornår forskerne igen vil forsøge at sætte en kunstig blodåre ind i en mus, tør Jens Vinge Nygaard ikke spå om, men i øjeblikket samarbejder Aarhus-forskerne tæt med læger på Skejby Sygehus.

Byggeriet af en kunstig blodåre kræver nemlig, at man indsætter stamceller i fibrene, og det er ikke ligegyldigt, hvor stamcellen bliver sat ind.

Stamcellerne skal sidde nøjagtig, hvor de normalt sidder i brusk eller blodårer i kroppen, og på Skejby Sygehus kan lægerne fortælle forskerne, hvor stamcellerne normalt befinder sig.

Tag med på en tur gennem fibrene

Ved at sammensætte de nye billeder er det lykkedes at skabe en tredimensionel model. I videoen herunder kan læseren tage på en tur gennem den kunstige fiber.

Om filmen forklarer Jens Vinge Nygaard:

»Filmen er optaget vha. røntgen-tomografi (CT) og afbilleder densiteten i det materiale, som undersøges. Røntgen-mikroskopet beror på, at tungere materialer i højere grad absorberer røntgenstråling. I dette tilfælde består prøven af luft og polystyren, og de viste overflader i filmen viser overgangen mellem luft og polystyren. At vi anvender tomografi betyder, at vi numerisk kan omsætte skyggeprojekter af prøven til et tredimensionelt billede.«