Скоро хрящевую ткань можно будет распечатать на принтере

7 Июля 2017

Скоро хрящевую ткань можно будет распечатать на принтере

Группа ученых из Индийского института технологии (Indian Institute of Technology) в Дели добилась определенных успехов в разработке способа биопечати хрящевой ткани.

Команда специалистов под руководством доктора Sourabh Ghosh с Кафедры технологии текстильных материалов разработала особые биочернила, которые содержат высокую концентрацию стволовых клеток хрящевой ткани, а также протеины шелка в сочетании с желатином.

По мнению исследователей, биочернила, подходящие для 3D-печати, позволяют не только поддерживать клеточный рост, но и обеспечивают долгосрочную выживаемость клеток. Проведенные лабораторные тесты показали, что хрящ, «распечатанный» на 3D-биопринтере, способен сохранять свою физическую стабильность на протяжении 6 недель. Однако, несмотря на очевидный успех, остаются и нерешенные вопросы.

Доктор Ghosh поясняет, что в области печати биологических тканей важным объектом остается хрящ коленных суставов, который легко повреждается, но с крайним трудом поддается восстановлению, даже с учетом современных высоких технологий. В условиях лаборатории еще только предстоит воспроизвести способность данного хряща выдерживать высокую нагрузку, поскольку на данный момент все лабораторные модели в конечном итоге превращаются в хрупкую и ломкую костную ткань. Это является их основным изъяном, который связан с клеточной гипертрофией под действием трансформирующего ростового фактора бета-1 (TGF-β1), что в конечном итоге пока что неизбежно приводит к внутрихрящевому окостенению и формированию костных трабекул.

Команда доктора Ghosh подошла вплотную к решению этой проблемы. Исследователи выяснили, каким образом можно трансформировать стволовые клетки хрящевой ткани, которые входят в состав биочернил, в клетки, напоминающие хондроциты, и сохранить их функцию. А именно они отвечают за выработку и поддержание стабильности внеклеточного матрикса хряща.

Ученые добились немалых успехов с помощью инновационных шелково-желатиновых биочернил, которые, как оказалось, играют важную роль в работе сигнальных путей клеточной дифференцировки. Они обеспечивают прочное прикрепление клеток друг к другу, нормальную клеточную пролиферацию и, что самое важное, формирование зрелого суставного хряща при отсутствии окостенения.

 «Используемые протеины шелка содержат множество аминокислот, которые обладают крайне высоким сходством с аминокислотами человеческих тканей» - объясняет доктор Ghosh. «Подобно тому, как клетки внутри организма окружены белками, так и клетки искусственного хряща окружаются биочернилами, имеющими сходный состав».

Следующим этапом исследований являются опыты на животных. Доктор Ghosh планирует имплантировать распечатанный на биопринтере хрящ в коленные суставы лабораторных животных, что позволит оценить стабильность и жизнеспособность клеток в условиях живого организма, а также их способность интегрироваться в существующую хрящевую ткань.

Источник: журнал Bioprinting

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405886617300052


Читайте наши новости в соцсетях
  • Акции
  • Новости
  • Статьи
Заказать звонок Бесплатная доставка от 5 000 руб. по России