Интервью с создателями трёхмерных тканей

Видео: Интервью с разработчиками игры Escape From Tarkov от 23.09.16

Специалисты из лаборатории Дрейпер и Массачусетского Технологического Института создали прототип, используя поуровневый метод сборки, применяемый обычно в полупроводниковой промышленности для создания микросхем.

Описание работы опубликовано в журнале Advanced Materials («Передовые материалы»).

Вместо того, чтобы создавать мобильные телефоны, технология на этот раз использовалась для выпуска пористых гибких каучокоподобных полимерных листов, которые применялись для построения 3-мерного каркаса.

На его основе в дальнейшем смогут выращиваться необходимые ткани.

Журнал Medical News Today взял эксклюзивное интервью у разработчиков.

Как вы пришли к идее создания каркаса для выращивания тканей?

Лиза Фрид (Lisa Freed), главный исследователь:

«Сердечные мышцы требуют наличия надежных структурно-механических свойств для непрерывного и эффективного сокращения, при этом сопротивляясь усталости. Натуральные волокна мышц удовлетворяют этим требованиям с помощью уникального сочетания клеточных и внеклеточных матричных структур. Хотя многие типы каркасов были разработаны и соединены с клетками для имитации натуральных волокон мышц, несколько каркасов были разработаны специально на основе архитектуры природных мышц».

«Поскольку внимание акцентируется на клинической применяемости, присущие ранее созданным каркасам ограничения становятся более очевидными. К их числу относятся случайные структуры студенистых и пенообразных материалов, механическая слабость и/или чрезмерная жесткость других материалов. Методы производства, таких как микромолдинг и послойная сборка, обеспечивают новые возможности для изготовления инженерных конструкций с контролируемой в 3D архитектурой».



«Таким образом, мы думали о проектировании каркасов с архитектурой на основе мышечных волокон путём сочетания этих технологий».

Каков ваш следующий шаг?

«Наша следующая цель заключается в расширении исследований в естественных условиях в плане изучения возможностей имплантации спроектированных тканей на поверхности сердца крыс после сердечного приступа».

«Другой связанной с предыдущей целью является демонстрация того, что мы не только создали ткань с архитектурой, аналогичной сердечной ткани, но что она выполняет аналогичные функции, причём лучше, чем ранее разработанные ткани сердца».

«Долгосрочной целью является создание жизнеспособных имплантатов с толстой сердечной тканью, например, путем объединения эластомерных строительных блоков с культивируемыми клетками сердца и медленно биоразлагаемых сверхпрочных сетей сосудов».

Как это исследование поможет будущим разработкам?

Мартин Колве (Martin Kolewe), научный сотрудник Массачусетского технологического института:

«Важным свойством многих органов, которые являются мишенями для регенеративной медицины, является то, что их ткани обладают чрезвычайно сложной 3D-архитектурой. Технология, которую мы разработали, позволяет получить доступ к совершенно новому пространству трёхмерной разработки, чтобы попытаться повторить эту архитектуру в тканях, включая все три типа мышц (сердечные, скелетные, гладкие), а также в сухожилиях, нервах, печени и костях».

«Это исследование продвигает нас на шаг ближе к созданию спроектированных тканей, которые имеют структуру биологической ткани, и которая, в конечном итоге, сможет быть более полезной в клиническом плане».

«Еще одно ключевое влияние исследования заключается в том, что это практический способ сборки полимерных каркасов для производства больших, сложных конструкций тканей. Одной из главных проблем для достижения клинической значимости инженерии тканей является размер функциональной ткани, производство которой доступно на данном этапе развития».

«В то время как существуют некоторые проблемы в плане производства более толстых тканей, в том числе необходимость сохранения живых тканей (осуществляется посредством микрососудов в природной ткани), разработанный подход позволит нам строить каркасы и устройств со сложной и масштабируемой структурой».

Как эта технология поможет в восстановлении или выращивании человеческих органов?

Мартин Колве:

«Чтобы помочь восстановить человеческие органы, бесклеточные полимерные каркасы могут быть использованы для направления роста биологической ткани определенного типа или предоставлять структурную и/или механическую поддержку в других случаях».

«Для таких видов использования сближение технологии и людей является вопросом выбора соответствующих целей, настройки свойств биоматериалов и разработки на животных моделях. В нашем распоряжении есть основные составные части технологии».

«Однако для того, чтобы восстановить человеческие органы в лабораторных условиях, должны быть разработаны соответствующие клетки человеческого происхождения, которые могут обеспечить долгосрочную выживаемость и соответствующую функциональность».

«В то время как стволовые клетки и клетки-предшественники являются предметом обширных исследований, демонстрация соответствующего источника клеток остается серьёзной проблемой регенеративной медицины».