Тканевая инженерия делает успехи в области регенерации тканей

Москва, 09:47, 26 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Тканевая инженерия — все еще относительно новая область в регенеративной медицине, но очень важная.

Тканевая инженерия может восстановить поврежденные или утраченные ткани в организме человека, а биомедицинские инженеры работают над тем, чтобы в один прекрасный день усовершенствовать технологию регенерации целых органов.

Помимо крови, человеческое тело состоит в основном из тканей, начиная от мельчайших компонентов и заканчивая целыми органами.

В то время как текущие исследования могут создавать ткани в микромасштабе менее чем полмиллиметра, идея состоит в том, что тканевая инженерия может однажды расшириться, включив в себя структуры размером с человеческую печень или легкое.

Один из ключевых проектов, в которых она участвует, направлен на восстановление одной маленькой специфической ткани век, что полезно для пациентов, которым была сделана операция по удалению части век из-за меланомы.

Механические свойства этой ткани имеют решающее значение для функции и формы века, поэтому необходима тщательная инженерия. В настоящее время у хирургов нет идеальных материалов для замены этой ткани, поэтому перспектива выращивания замещающей ткани с подходящими свойствами для этой цели является захватывающей.

Тканевая инженерия направлена ​​на восстановление функций наших тканей, таких как структурная прочность костей, выработка гормонов поджелудочной железой и защитные барьерные функции кожи.

Но результат этого исследования может означать более персонализированные варианты для пациентов с новой тканью, специально разработанной для их организма, а также снижение потребности в тестировании на животных.

Применение мягкого магнитного давления

Последнее исследование профессора О’Коннора посвящено изучению формирования тканей путем приложения давлений к клеткам.

Его исследования направлены на контроль и понимание клеточных взаимодействий с использованием техники, которая манипулирует клетками для формирования трехмерных структур, называемых клеточными конструкциями, или сфероидами.

Это делается путем прикрепления магнитных частиц к клеткам и применения магнитных сил, которые объединяют их в кластеры или агрегаты.

При правильных условиях, когда эти клетки оказываются достаточно близко, они выделяют определенные белки и молекулы на основе сахара, которые помогают им слипаться.

Использование магнитных полей для генерации внешней силы, а не традиционные методы, такие как центробежные силы, ускоряют процесс и обеспечивают хороший контакт между клетками.

Эти структуры имеют высокую плотность ячеек, и их форма легко контролируется путем изменения структуры магнитного поля.

Это в конечном итоге приводит к лучшему контролю над производством трехмерных конструкций.

Слияние этих сфероидов в более крупные конструкции также может быть достигнуто с помощью магнитных сил, которые потенциально могут привести к созданию более сложных конструкций в будущем.

В отличие от типичной 3D-печати, где клетки механически проталкиваются через крошечное сопло, новый магнитный метод профессора О’Коннора оказывает на клетки мягкую силу. Это также означает, что эта сила может применяться в течение длительного периода, что позволяет перемещать клетки, пока они растут в лаборатории.

Преимущества гидрогелей

В области тканевой инженерии гидрогели используются в качестве среды для переноса и базы для клеточных структур во время роста и для трансплантации.

В исследованиях профессора О’Коннора по регенерации тканей век использовался гидрогель, изготовленный из ракушек ракообразных.

Полученный материал после некоторой обработки называется хитозаном, который имеет химию, очень похожую на молекулы в нашем организме.

В результате после трансплантации ткань естественным образом исчезает, не оставляя следов в организме.

Генерирующая ткань груди

Профессор О’Коннор также работал с реконструкцией ткани молочной железы, которая перешла к клиническому испытанию с сотрудниками Института О’Брайена и больницы Сент-Винсента, Мельбурн.

В этом исследовании собственная жировая ткань пациента использовалась для замены отсутствующей ткани молочной железы у женщин с раком молочной железы. Процесс включал использование изготовленной на заказ камеры с кровеносным сосудом, которая была имплантирована в грудь пациента.

Небольшое количество собственной ткани пациента было включено в камеру в качестве отправной точки для выращивания замещающей ткани. Это позволило здоровой жировой ткани сосудов расти и заполнять камеру.

Многие из этих новых методов, используемых в лечении, являются результатом бурного развития биомедицинской инженерии.

Несмотря на то, что за короткое время был достигнут значительный прогресс, только благодаря междисциплинарному сотрудничеству, в том числе с участием таких биомедицинских инженеров, как профессор О’Коннор и ее коллеги, открываются новые возможности для будущего выздоровления пациентов.