Искусственная биологическая ткань на основе полимеров

Регенеративная медицина использует клетки пациента для восстановления поврежденных тканей. Ученые из Франхоферского института разработали искусственный субстрат ткани с протеинами, который связывает клетки пациента и способствует их росту в месте имплантации.

Донорские органы или синтетические имплантаты используют для лечения пациентов с тяжелыми повреждениями, несовместимых с жизнью. Но часто трансплантаты отторгаются самим организмом реципиента. Имплантаты на основе аутологичных клеток, то есть клеток самого пациента, лучше принимаются организмом.

Группа исследователей из института Фраунгофера работает над проектом по созданию подходящего субстрата, «строительных лесов» для ткани. Тканевой субстрат создается при помощи электроспиннинга, процесса при котором синтетические и биологические полимеры формируются благодаря изменению электрического поля. Эти нити и используют для создания трехмерных моделей.

При процессе создания тканевой субстанции в нити полимеров добавляют белки, которые «монтирутся» в структуру молекул. Эти белки улавливают и связывают клетки пациента, из которых формируется новая ткань.

Один из участников исследования говорит: «Электроспиннинг позволяет создать субстанцию, в которой будут расти клетки после имплантации в тело пациента. Каждый тип протеина ориентирован на определенный вид клеток, который улавливает и развивается в необходимом месте. Благодаря подбору соответствующих протеинов, мы сможем воссоздать ткань сердца или другого поврежденного органа».

Тканевая субстанция похожа на кусочек ткани. При восстановлении тканей сердца она будет помещаться прямо на пораженный участок и покрывает его подобно одеялу. Полимерные нити постепенно разрушаются и выводятся из человеческого организма в течение 48 месяцев. В это время связываются необходимые клетки и создаются необходимые условия для их роста. Они создают собственную матрицу и восстанавливают функцию поврежденного органа.

Предварительные результаты эксперимента были очень успешными. Исследователи сумели вырастить в пробирке клетки трахеи и пищевода, которых тяжело получить в лабораторных условиях. Клетки связывались в тканевом субстрате белком декорина и активно развивались. Другой белок, фактор стромальных клеток SDF-1, показал хорошие результаты в связывании стволовых клеток, которые необходимы для реконструкции клапанов сердца и регенерации сердечной мышцы.

Участник исследования говорит: «Имплантаты, которые мы создали на основе электроспиннинга, имеют такие же механические и структурные свойства, как и нормальные клапаны сердца. Они открывались и закрывались при артериальном давлении от 120 до 80 мм. рт. ст. на протяжении всего испытания в биореакторе. Следующий шаг – протестировать созданный материал лабораторных животных».

13.05.15 | Просмотров : 1238