Спортсмены часто страдают от травм суставов, а пожилые люди испытывают боли в суставах вследствие артрита, который развивается на фоне возрастных изменений в хрящевой ткани. Исследователи нашли способ восстанавливать натуральную хрящевую ткань с помощью методов 3D-печати. Получать хрящ можно путем использования био-чернил, содержащих клетки человека. Ученые успешно протестировали свой способ в естественных условиях на лабораторных мышах. Развитие данной методики восстановления хрящевой ткани в дальнейшем может привести к тому, что импланты хрящевой ткани будут печататься, а затем внедряться в поврежденные участки тела. Новый хрящ будет эффективно восстанавливать поврежденные носы, уши и коленные суставы. Работы исследователей представлены на Национальном собрании и 251-ой Экспозиции Американского химического общества.
Трехмерная биопечать является революционной технологией, способной дать новый виток развития тканевой инженерии и регенеративной медицине.
Команда авторов работала в сотрудничестве с пластическими хирургами, чтобы создать хрящ, пригодный для ремонта повреждений хрящевой ткани, возникших вследствие травм или рака. Исследователи пока направили свои усилия на восстановление хрящей носа и уха, которые в настоящее время трудно поддаются хирургическому ремонту. Авторы надеются, что однажды будет получен бионический материал, содержащий собственные клети пациента, напечатанный с помощью 3-D принтера.
Команда шведских ученых была намерена разработать биочернила с живыми человеческими клетками, которые смогут сохранять свою форму после печати. Ранее клетки в печатных материалах не сохраняли свою структуру. Чтобы создать новый бионический материал ученые смешали полисахариды бурых водорослей и крошечные волокна целлюлозы, полученные из древесины или из бактерий, а также человеческие клетки хондроциты, которые являются основой хряща.
Взяв эту смесь за основу, ученые смогли напечатать материал с живыми клетками. При это материал имел определенную структуру, например, повторял форму уха. Интересно, что материал сохранял свою форму после печати. В испытаниях, проведенных в лаборатории, было показано, что из напечатанных клеток мог получаться хрящ в питательной среде. Однако в пробирке лишь моделируются условия, которые имеются в естественной среде. Поэтому следующим шагом было испытание материала уже в живой системе, т.е. в организме.
Ученые напечатали на 3D-принтере образцы ткани и имплантировали их в тело мышей. Клетки в новом материале выжили, и в результате вырос новый хрящ. Чтобы увеличить число клеток и тем самым устранить еще одно препятствие, с которым ранее сталкивалась тканевая инженерия, авторы смешали хондроциты с мезенхимальными стволовыми клетками из костного мозга. В предыдущих исследованиях было показано, что стволовые клетки стимулируют первичные клетки к размножению (без стволовых клеток процесс размножения происходит медленнее). Предварительные данные, полученные в естественных условиях, показывают, что такое сочетание действительно поощряет хондроциты к размножению и стимулирует производство хрящевой ткани. Наблюдение проводилось в течение 60 дней.
Исследователи считают, что должны быть проведены доклинические испытания, чтобы перейти к исследованиям с участием людей. Для обеспечения наиболее короткого пути внедрения технологии необходима совместная работа с пластическими хирургами, чтобы решить как практические, так и нормативные вопросы.
Группа ученых не только изучает возможности печати хряща, но и разработки человеческой кожи, также создаваемой на 3D принтере. Поскольку в настоящее время косметическим компаниям в Европе запрещено тестирование косметики на животных, ученые надеются внедрить свою разработку в косметических фирмах, которые смогут печатать кожу, чтобы затем пробовать на ней средства для макияжа, методы и стратегии предупреждения и устранения морщин, а также защиты от повреждения солнечными лучами.
Источник: spinet.ru
