02.08.2013 | Наука

Ученые строят искусственные органы с помощью технологий электронной промышленности

Количество донорских органов в мире до сих пор сильно уступает количеству нуждающихся в них пациентов. Благодаря новому исследованию стало возможным производство сложных искусственных тканей.

Относительно простые конструкции медики печатают на 3D-принтерах не первый год. Для формирования трёхмерных строительных лесов, на основе которых можно выращивать сложные ткани, Лиза Фрид (Lisa E. Freed), главный исследователь проекта в лаборатории Дрэпера (Draper Laboratory) при Массачусетском технологическом институте, и Мартин Колю (Martin E. Kolewe), доктор Института медицинской инженерии и науки (Institute of Medical Engineering and Science MIT) использовали метод создания интегральных схем и печатных плат в микроэлектронной инженерии.

Адаптация такой технологии позволила обойти некоторые ограничения. Обычно искусственные ткани получают в лабораториях, засеивая подготовленную основу клетками, как грядки на огороде. Из-за этого в большинстве случаев медики получают двумерную структуру. Но ткани в человеческом теле растут и работают в объёме.

Для развития клеток в полноценную структуру им нужна многоуровневая архитектура.

Чтобы построить ткань в 3D, исследователи из США использовали тонкие пласты пористого полимера (так называемой биорезины), содержащие микроскопические прямоугольные отверстия определённых размеров.

С помощью автоматического оборудования, учёные точно укладывали полоски полимера друг на друга, размещая поры разных слоёв на определённом расстоянии друг относительно друга. Исследователи испытывали различные расположения пор и в результате подобрали такой "рисунок", который позволил получить колонии клеток, похожие на переплетения мышечных волокон. В ход пошли клетки мышц мышей и клетки сердца новорождённых крыс.

Когда медики пропустили электрические импульсы через полученную ткань, клетки сердца начали биться. Позднее исследователи определили, что на микроскопическом, тканевом и клеточном уровне материалу действительно были присущи многие важнейшие структурные и механические свойства настоящей сердечной мышцы.

Искусственная ткань действительно имитирует анизотропные свойства сердечной ткани и может быть использована для выращивания тканей в конкретных людях, страдающих от врождённых дефектов или приобретённых повреждений.

Разумеется, для запуска производства искусственных органов на поток разработчикам необходимо преодолеть ещё множество проблем. Например, Фриду и Колю нужно сделать ткань толще, чтобы она была в состоянии поддержать кровеносные сосуды.

Исследователям также предстоит продемонстрировать, что ткани, изготовленные из человеческих клеток (а не клеток грызунов), будут способны выжить в создаваемой матрице и исправно выполнять свои функции.

На следующем этапе работы Фрид и Колю планируют проверить жизнеспособность своих конструкций путём имплантации их на поверхность сердца крысы, перенесшей сердечный приступ.

Но каким бы ни был результат, исследование этой группы учёных уже сейчас открывает новые возможности для биоинженерии. Научившись точно контролировать расположение пор, медики получают возможность регулировать свойства образуемой ткани.

Учёные надеются, что однажды их технология сделает очереди на донорские органы пережитком прошлого.

Вести.Ru

Фотогармошка 300х250
Аккерманская крепость
Адвокат