Das Re-Engineering von Zellmembranen ist ein wichtiger Meilenstein in der biomedizinischen Innovation. Forscher der Universität Bristol verbessern die therapeutische Leistung von Zellen, indem sie sie so modifizieren, dass sie neue Funktionen erhalten. Von entscheidender Bedeutung für diese bahnbrechende Arbeit ist der Starrett FMS-500-L2, der in Großbritannien von Optimax IIM Ltd. geliefert wird.
Ioannis Zampetakis, einer der leitenden Forscher dieses Projekts, erklärt, dass sie untersuchen, wie menschliche Stammzellen so umgestaltet werden können, dass sie selbsterhaltend und robust sind und eine neuartige Thrombinkonstruktion aufweisen. Im Falle einer Verletzung wandelt Thrombin Fibrogen in Fibrin um, das ein Blutgerinnsel bildet, um übermäßige Blutungen zu verhindern. Diese neu konstruierten Zellen könnten daher in eine Verletzungsstelle injiziert oder bei Organtransplantationen verwendet werden. Die Modifikation wird durch die Zugabe menschlicher Stammzellen zu einem „biokompatiblen und biologisch abbaubaren Gerüst“ (Deller et al. 2019) in einem Medium erreicht. Die Wahl des Mediums beeinflusst die mechanischen Eigenschaften dieser Zellen, die durch präzise, wiederholbare Messungen mit dem FMS-500-L2 quantifiziert werden können.
Durch Drucktests können die Forscher die Eigenschaften dieser differenzierten Zellen ermitteln und feststellen, ob sie dem mechanischen Druck des menschlichen Körpers standhalten. Das FMS-500-L2 ist vielseitig genug, um die präzisen Anforderungen der spezifischen Anwendung der Forscher zu erfüllen. Angesichts der Größe und Steifigkeit der Gerüste mit einem Durchmesser von 8 ml und 1-2 mm wurde ein Gerät benötigt, das die Herausforderung meistert, eine geringe Kraft mit hoher Auflösung zu messen. Optimax empfahl die 5-20N Kraftmesszelle, da sie üblicherweise für Tests in dieser Umgebung verwendet wird. Jede Probe wurde auf einem PLA-Tisch befestigt und einem zerstörenden Kompressionstest mit einer Rate von 1 mm pro Minute unterzogen.” (Deller et al. 2019) Die Abbildungen a&b zeigen “Kompressionstest von 3D hMSC Fibrin-Hydrogel-Konstrukten. Bilder eines 3D hMSC Fibrin-Hydrogel-Konstrukts (Dia. = 8,0 mm; Tiefe ∼4,2 mm; ≈4 × 106 Zellen) vor (a) und während (b) des unconfined compression testing.’ (Deller et al. 2019)
Die kompakte Größe des Geräts und das kleine Bedientablett sind entscheidend für die Einhaltung der Größenvorschriften für Forschungseinrichtungen, die mit menschlichen Stammzellen arbeiten. Ioannis erklärt, dass sie eine hervorragende Benutzerfreundlichkeit festgestellt haben: “Das Gerät ist mit einem Fehler von 1 – 1 % sehr zuverlässig. Da das Gerät als Basis für die Messung der mechanischen Steifigkeit verwendet wird, muss jeder Forscher in der Lage sein, das Gerät zu bedienen. Die Programmierkapazität und die intuitiven Bedienelemente des FMS-500-L2 waren daher von entscheidender Bedeutung.
Das Starrett Kraftmessgerät ist interaktiv und sehr einfach zu bedienen. Mit nur zwei Tasten können wir die Analyse durchführen, die gewünschten Daten abrufen und sie exportieren. Optimax hat uns das Produkt vorgeführt, uns bei der Anwendung beraten, die richtige Wägezelle ausgewählt und das Gerät kalibriert – und das alles zu einem hervorragenden Preis.
Referenzen:
Robert C. Deller et al. 2019. Künstliche zellmembranbindende Thrombinkonstrukte treiben die in situ Fibrinhydrogelbildung an. Nature Communications, Bd. 10, S. 1-10.
