Der Elastizitätsmodul von Stammzellen kann auf unterschiedliche Weise bestimmt werden, beispielsweise durch Nanoindentation. Bei diesem Verfahren hinterlässt eine sogenannte „Sonde" einen Abdruck auf der Oberfläche des Materials. Die Elastizität kann durch Messung der Tiefe berechnet werden. Und das ist einfach, was der Piuma Nano-Indenter des Unternehmens Optics 11aus Amsterdam macht. Entwicklungs-Manager Ir. Niek Rijnveld erklärt die Untersuchung und macht die Rolle des Dino-Lite in diesem Verfahren klar.
Die Untersuchung des Potenzials von Stammzellen steckt noch in den Kinderschuhen. Viele Wissenschaftler und Forschungsgruppen in aller Welt untersuchen die Möglichkeiten. Eine Stammzelle oder eine „cellula praecursoria" ist eine Zelle, die sich noch in unterschiedliche Zelltypen entwickeln kann. Stammzellen können sich beispielsweise in Knorpelzellen, Nieren- oder Lungenzellen umwandeln.
Die Fähigkeit der Differenzierung hat natürlich erhebliche Beachtung unter Wissenschaftlern gefunden, da dies theoretisch die Ausbildung eines Herzens, eines Ohres oder eine Lunge außerhalb des Körpers ermöglicht. Stammzellen wachsen jedoch nicht über Nacht.
"Sie müssen sich auf einem Basismaterial befinden, das technisch als Gerüst bezeichnet wird," sagte Rijnveld.
"Die Elastizität des Gerüsts bestimmt zum Teil die Elastizität des endgültigen Kulturmaterials. Das ist wichtig, weil Sie beispielsweise beim Züchten von Knorpeln für ein Ohr weiche Knorpel wünschen, jedoch beim Züchten von Knorpel für ein Knie harte Knorpel. Es ist tatsächlich nicht nur die DNA, welche die endgültige Elastizität eines Gewebes bestimmt, externe Faktoren wie die Elastizität des Gerüsts spielen ebenfalls eine Rolle. Darüber hinaus wollen wir auch die Elastizität des Gewebes kennen, das aus der Kultur stammt, um zu beurteilen, ob das Gewebe den Anforderungen entspricht."
Wissenschaftler wollen genau wissen, was die Elastizität des Gerüsts und der gezüchteten Materialien ist und sie sind nun in der Lage, sie mit dem Piuma Nano-Indenter von Optics 11, einem jungen Unternehmen, das derzeit zehn Mitarbeiter beschäftigt, zu messen. Die Messungen und die Struktur des Gerüsts werden mit einem Dino-Lite 1,3 Megapixel USB-Mikroskop aus der Edge-Serie, das im Piuma Nano-Indenter integriert ist, aufgenommen.
Die Messung der Elastizität erfolgt nicht in Millimetern, sondern in Nanometern. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Um Ihnen eine Vorstellung von der Größe zu geben: ein Fingernagel wächst fünf bis zehn Nanometer pro Minute. Die eigentliche Messung erfolgt mit Licht durch eine Glasfaser, die über einer Glasleiste hängt. Die Glasleiste ist an einer Seite befestigt, sodass sie auf der anderen Seite frei gebogen werden kann. Die Glasbiegung wird durch die Bestimmung des Abstands des Lichts zur Glasleiste gemessen. Am Ende der Glasleiste befindet sich die sogenannte „Sonde", die das zu untersuchende Material herunterdrückt. Die Sonde kann aus verschiedenen Materialien bestehen und ist im Allgemeinen tropfenförmig, um die Elastizität des zu untersuchenden Materials so genau wie möglich bestimmen zu können.
Die gesamte Messung wird von oben mit einem Dino-Lite Edge 1,3-Megapixel-Mikroskop aufgezeichnet. Das Mikroskop zeigt die Probe und die Sonde und kann darstellen, wie Messungen an verschiedenen Punkten der Probe vorgenommen werden. Kleine Variationen in der Elastizität können bedeutende Auswirkungen auf die Entwicklung der Zellen haben. Das Dino-Lite zeigt diesen Messvorgang sehr klar und untermauert die beobachteten Messungen, um mögliche Variationen in der Messung zu erklären.
"Es ist das beste USB-Mikroskop, das wir finden konnten," sagt Rijnveld. „Wir haben mit vielen Digitalmikroskopen experimentiert, aber Dino-Lite bietet das beste Mikroskop für einen wettbewerbsfähigen Preis. Die integrierte LED-Beleuchtung bedeutet für uns Mehrwert und die Forscher können auf dem Bildschirm ihres Laptop mit angeschlossenem Nano-Indenter alles sehen. Sie können die Messung komplett aufzeichnen oder alternativ nur Teile der Messung aufnehmen. Das Dino-Lite entspricht allen unseren Anforderungen und daher ist Dino-Lite eine Standardkomponente jedes ausgelieferten Piuma Nano-Indenters."
