Всеукраїнський загальнополітичний освітянський тижневик
Персонал Плюс - всеукраїнський тижневик

Біологічні тканини вперше надрукували прямо в гелі

Вчені в різних лабораторіях вже багато років і з перемінним успіхом займаються вирощуванням тканин і органів зі стовбурових клітин. Цей процес заснований на так званому скаффолдинг - підході, при якому клітини спочатку "висіваються" на біорозкладні опорні структури на зразок будівельних лісів. Саме вони забезпечують бажану об'ємну архітектуру майбутнього органу або тканини.

Проте такий метод має свої недоліки. Оскільки скаффолди (ті самі опорні матриці) поступово розкладаються, і розрахувати   всі параметри так, щоб їх розчинення точно збіглося з дозріванням вирощуваного на ньому біологічного матеріалу, дуже непросто.

Крім цього, продукти розпаду таких (зазвичай полімерних) каркасів можуть бути токсичними для майбутнього органу. Та й наявність самого матеріалу може заважати утворенню клітинних з'єднань, які є вкрай важливими для формування добре функціонуючих тканин.

Нещодавно дослідницька група під керівництвом професора Ебена Альсберга (Eben Alsberg) з Іллінойського університету в Чикаго розробила новий підхід. Він дозволяє друкувати біологічні тканини без застосування скаффолдів, використовуючи "чорнило", що складаються тільки зі стовбурових клітин.

Наша платформа дозволяє виконувати 3D-друк клітин не з класичною опорою на скаффолди, а за допомогою тимчасової гідрогелевої ванни, в якій і відбувається друк", - пояснює Альсберг в прес-релізі університету.

Виглядає речовина як досить густий гель. Він складається з гідрогелевих крапель мікронного розміру, які розташовуються в живильному середовищі. Така суміш дозволяє форсунки 3D-принтера вільно рухатися між мікрокраплями і вводити стовбурові клітини з мінімальним опором.

Після того як клітини "роздрукували" в такий гідрогелевий матрикс, його піддають ультрафіолетовому опроміненню. Під впливом такого світла краплі гідрогелю зв'язуються між собою і застигають на місці.

Така застигла субстанція дозволяє клітинам, що знаходяться всередині легко утворювати зв'язку, дозрівати і рости. Крім того, між частинками гідрогелю може вільно циркулювати живильне середовище, необхідна для розвитку клітин.

Відпрацьоване живильне середовище при необхідності замінюється на нове. Крім того, шляхом легкого збовтування або контрольованої деградації легко видаляються і самі гелеві краплі. У підсумку залишається незаймана вирощена в гідрогелевиму середовищі тканина.

Як уже згадувалося вище, команда Альсберга використовувала в своїх експериментах стовбурові клітини, які можуть спеціалізуватися в самі різні типи тканин. За допомогою нової технології вченим вже вдалося виконати тривимірний  друк вушного хряща і мініатюрної стегнової кістки.

Експеримент продемонстрував, що надруковані таким чином клітини цілком здатні утворювати стабільні міжклітинні зв'язки.

За словами вчених, це перший випадок, коли складні клітинні конструкції були надруковані без використання опорних елементів - скаффолдів, які стабільні лише нетривалий час.

Ми показали, що за допомогою нової стратегії сукупність клітин може бути організована і зібрана в складні функціональні тканини. Це може бути корисно в біоінженерії та регенеративній медицині, а також в отриманні моделей для вивчення біології розвитку", - відзначає професор Альсберг.

Результати наукової роботи американських дослідників опубліковані в виданні Materials Horizons.

вгору

© «ПЕРСОНАЛ ПЛЮС». Усі права застережено.

Передрук матеріалів тільки за згодою редакції.
При розміщенні матеріалів в Інтернет обов’язкове посилання на сайт видання. Погляди авторів можуть незбігатися з позицією редакції

З усіх питань звертайтеся, будь ласка, gazetapplus@gmail.com