Новости

Российские учёные создали новый материал для выращивания органов и тканей

Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) предложили новый способ модифицирования биодеградируемых полимерных скаффолдов из полимолочной кислоты. Поясним, что речь идёт о каркасах, которые служат основой для выращивания новых органов и тканей (дословно с английского слово "скаффолд" переводится как "леса, подмостки").
Созданные по технологии ТПУ тканеинженерные скаффолды хорошо взаимодействуют с клетками иммунитета человека, ускоряют рост клеточных структур и даже помогают прорастанию новых сосудов, сообщается в пресс-релизе.

"Если вы хотите создать искусственный орган или фрагмент для трансплантата, вам его необходимо будет где-то вырастить. Если для этого взять обычную чашку Петри, клетки заполнят её плоским слоем, но трёхмерной конструкции — то есть полноценной ткани или органа — не образуют. Дело в том, что, по закону контактного ингибирования, встретив другую клетку, любая нормальная клетка прекращает движение и размножение. Исключение — только раковые клетки, которые мешают жить остальным. “Хорошие" же клетки стараются не мешать "соседям". Как в таком случае вырастить новый орган? Для этого как раз создаются скаффолды (их также называют матриксами) — каркасы или "строительные леса" для будущих клеточных "домов"", — побъясняет один из авторов научной статьи, инженер кафедры экспериментальной физики ТПУ Ксения Станкевич.

Говоря образно, скаффолды — вроде многоэтажек, на каждый этаж которых заселяются клетки. Там они живут, не мешая друг другу, и размножаются, образуя новые ткани.
Научный коллектив ТПУ под руководством доцента кафедры экспериментальной физики Сергея Твердохлебова уже несколько лет работает над созданием и усовершенствованием таких клеточных "домов". В ходе текущей работы исследователи предложили новый способ модифицирования биодеградируемых полимерных скаффолдов из полимолочной кислоты. Для усовершенствования свойств "лесов" их поверхность обработали плазмой атмосферного давления, а затем — гиалуроновой кислотой.

"Поверхность полимерного материала должна быть постоянно смачиваемой телесными жидкостями. Это очень важно, так как клетки на поверхности скаффолда должны хорошо адгезироваться — сцепляться с его поверхностью. Если поверхность не смачивается, клетки будут с неё скатываться. Метод применения низкотемпературной плазмы не нов. Однако существенным его недостатком как раз является то, что через какое-то время гидрофобные свойства материала возвращаются, то есть он перестанет быть смачиваемым. Мы смогли решить эту проблему, нанеся на скаффолды гиалуроновую кислоту после того, как обработали их низкотемпературной плазмой", — уточняет один из авторов научной статьи, магистрант Физико-технического института ТПУ Валерия Кудрявцева.

Далее команда исследовала иммунный ответ организма на новый материал. Для этого учёные выделяли первичные клетки из крови доноров и смотрели, как они будут взаимодействовать с усовершенствованной поверхностью скаффолдов. Результаты исследования показали, полученный материал улучшает условия для выращивания клеток.

Новые покрытия более биосовместимы с организмом, нежели другие подобные материалы. Кроме того, они обладают противовоспалительными свойствами и при их применении клетки быстрее растут.

"Мы использовали при создании наших покрытий ещё одну линию — клетки эмбриональной пуповины человека. Как показали исследования, в этом случае возникают условия, способствующие появлению новых сосудов. Это очень важно, поскольку если в имплантированную внутрь организма ткань не прорастают сосуды, соответственно, на этом участке отсутствует кровоснабжение, и клетки начинают отмирать. Наш материал способен эту проблему решить", — заключает Ксения Станкевич.

Политехники уточняют, что использовать полученный материал можно будет не только в области трансплантологии, но и в регенеративной медицине. Например, при лечении ожогов, язв и других повреждений кожных покровов. Проведённое исследование, уверены учёные, станет фундаментальным заделом для разработки биоинженерных конструкций для персонифицированной медицины, ориентированной на использование методов индивидуального подхода к лечению пациентов.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Materials & Design.
Добавим, что ранее в Сколково рассказали о лазерной печати живыми клетками; одна из целей такой методики — сбор тканей и органов из конгломератов клеток, подобно конструктору. 
Читайте также
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Выясняем у экспертов, кто дает циклонам человеческие имена
Все переплетено, но не предопределено
Все переплетено, но не предопределено
Анахорет пытается заказать пушку, стреляющую очень маленькими элементарными частицами.
Чернота насколько хватает взгляда, или Сбывшаяся мечта космонавта
Чернота насколько хватает взгляда, или Сбывшаяся мечта космонавта
Космонавт Сергей Кудь-Сверчков о первом выходе в открытый космос.