Разработка позволит выйти на новый уровень имплантирования. Такой способ позволит создавать прочные и биосовместимые материалы. Из полученных тканей получается основа для формирования, например, кровеносных сосудов или межтканевых контактов.
Современная тканевая инженерия позволяет восстанавливать достаточно большие дефекты различных тканей человека — мышечной, нервной, соединительной и других. Для этого используют имплантаты на основе комбинаций стволовых клеток из тканей пациента и специальных материалов для трехмерного роста клеток. Чем точнее подбор перечисленных элементов, тем выше вероятность, что новые ткани приживутся в теле человека.
Материалы, используемые для создания подобных индивидуальных имплантатов, называются скаффолды (от англ. scaffold — строительные леса). На скаффолде располагают биологический материал: клетки и специальные биомолекулы, которые помогают прикреплению, размножению и функционированию клеток. Таким образом, ткани на скаффолде, как рабочие на строительных лесах, воспроизводят полноценную живую ткань человеческого тела и замещают ей поврежденную.
«Мы использовали суспензии наночастиц и с их помощью напечатали скаффолды на 3D-принтере. Испытания на клетках in vitro показали достаточную механическую прочность этих материалов, а также их биосовместимость», — пояснил руководитель лаборатории биоматериалов СПбГУ, доцент СПбГУ (кафедра медицинской химии) Виктор Коржиков-Влах.
Он отметил, что главное преимущество использования наночастиц перед массивными материалами, которые сейчас используют в трансплантологии, — создание структур, которые «подражают» сложноорганизованным биологическим тканям. Новые материалы могут использовать, когда необходимо создать неоднородную структуру импланта. Как, например, для человеческой кости, имеющую жесткую внешнюю и пористую внутреннюю структуру. Другой пример — контакты костной и хрящевой ткани, требующие восстановления после травмы.
По словам авторов исследования, «чернилами» также могут быть суспензии различных наночастиц, обладающих разной жесткостью, с применением нескольких печатающих головок 3D-принтера — это позволит создавать скаффолды, обладающие градиентом механических свойств. Кроме того, частицы можно модифицировать биологическими компонентами, которые будут распределяться в пространстве скаффолда при 3D-печати, таким образом создавая основу для формирования, например, кровеносных сосудов или межтканевых контактов.
В создании разработки принимали участие ученые из Санкт-Петербургского университета, Института высокомолекулярных соединений РАН и Университета Ганновера.
Комментарии (0)