Каркас остаётся в теле человека, поддерживая структуру ткани. Однако со временем он начинает разлагаться и качество "вставки" ухудшается, требуется повторная операция. Биоинженеры из университета Саутгемптона нашли решение этой проблемы. Они разработали методику выращивания хрящевой ткани при помощи человеческих клеток и ловушки из звуковых волн. Эта технология может стать прекрасной альтернативой стандартному лечению в будущем.
Команда во главе с Питером Глинн-Джонсом (Peter Glynne-Jones) начала своё исследование с вопроса, возможно ли разработать такую методику создания искусственных тканей, которая требовала бы использования одних лишь человеческих клеток без какого-либо физического каркаса. Хрящевая ткань — прекрасный рабочий материал, поскольку обладает относительно простой структурой, состоящей из клеток одного типа.
В рамках своего эксперимента Глинн-Джонс и его коллеги использовали звуковые волны в качестве источника давления, необходимого для контроля сборки донорских клеток. Учёные направили ультразвуковые волны так, чтобы они отскакивали назад и вперёд внутри крошечного, наполненного жидкостью биореактора, содержащего клетки, взятые из человеческой бедренной кости.
Ультразвуковые волны при столкновении с препятствиями образовывали "петли", где накапливались растущие клетки. В дальнейшем эти клетки выстраивались в слои и связывались в единую тканевую структуру.
Спустя 21 день после начала эксперимента отдельные клетки образовали крошечные листы хрящевой ткани, прочность которых можно сравнить с прочностью природной структуры.
"Мы испытали полученные структуры при помощи механического воздействия различной степени интенсивности и поняли, что они практически такие же прочные, как и природные человеческие хрящи. Мы считаем, что ультразвук играет ключевую роль в стимуляции клеток к образованию максимально прочной ткани", — говорит Глинн-Джонс.
Успех эксперимента учёные объясняют тем, что управлять клетками при помощи ультразвуковых волн проще, одновременно с высокой степенью точности и в режиме реального времени. Новая технология также обеспечивает правильную пропорцию вырабатываемых клетками белков, чтобы создать оптимальную биотехнологическую структуру.
Испытания технологии прошли крайне успешно: на разрывы в настоящей хрящевой ткани человека учёные имплантировали полученные листы новой ткани. В результате они быстро срослись с природной структурой.
Правда, пока получаемые кусочки искусственного крепкого хряща слишком малы, так что учёным ещё предстоит придумать, как создать большие объёмы хрящевой ткани.
В будущем команда Глинн-Джонса планирует внедрить технологию в клиническую практику. А для этого им также предстоит провести эксперимент по созданию хрящевой ткани из стволовых клеток, взятых из спинного мозга пациента.
Автор: Ася Горина
Ссылка на источник
Journal information