La manipulación a nanoescala en la superficie de los materiales podría estimular a las células a diferenciarse en tejidos específicos, eliminando el uso de factores de crecimiento o transcripción.

Los investigadores están tratando de encontrar formas de controlar la respuesta celular in vitro utilizando materiales diseñados en una búsqueda continua para regenerar tejidos lesionados o enfermos. Estudios recientes han encontrado que la estructura a nanoescala de los materiales, en el que se cultivan tales células, afectan qué tan bien proliferan y se desarrollan en los tejidos en los que deben convertirse.

Científicos de la Universidad de Malaya en Malasia, Dra. Belinda Pingguan-Murphy et al., junto con el Prof. Sheikh Ali Akbar de la Universidad Estatal de Ohio, revisó la investigación más reciente sobre cómo las topografías a nanoescala afectan las respuestas regenerativas celulares.

Por ejemplo, Se descubrió que las células de osteoblastos fetales humanos que participan en la formación de hueso crecen mejor en materiales que tienen pequeñas protuberancias en sus superficies (11 nanómetros de altura) en comparación con superficies que eran planas o tenían protuberancias más altas. También se adhirieron mejor a superficies con hoyos de tamaño nanométrico que tenían 14 nm o 29 nm de profundidad en comparación con las superficies planas y las superficies con hoyos de 45 nm de profundidad.

La investigación también ha encontrado que la distancia entre las fosas o protuberancias y si son aleatorias o muy ordenadas también afectan la forma en que responden los osteoblastos y las células madre. Adicionalmente, Las superficies ranuradas a nanoescala hacen que estas células crezcan en la dirección de las ranuras.

Generalmente, cuando un material se expone a un fluido biológico, Las moléculas de agua se unen rápidamente a la superficie, seguidas de la incorporación de iones de cloruro y sodio. Luego, las proteínas se adsorben en esta superficie. La mezcla resultante de proteínas, así como su forma tridimensional y su orientación con respecto a la topografía de la superficie, envía señales a las células que influyen en su adhesión y propagación.

La investigación adicional en esta área puede conducir al desarrollo de prótesis clínicas con topografías que puedan modular directamente el destino de las células madre. permitir que el crecimiento y el desarrollo celular se adapten a una aplicación específica sin utilizar productos químicos potencialmente dañinos, escriben los investigadores en su revisión publicada en la revista de Ciencia y tecnología de materiales avanzados . Sin embargo, desarrollo de bajo costo, Las técnicas de fabricación de alto rendimiento que permiten el desarrollo de nano-topografías específicas siguen siendo un factor limitante.