Американские исследователи разработали новый способ создания искусственных органов методом тканевой инженерии. В этом им помогла машина для изготовления сладкой ваты, говорится в публикации в журнале AdvancedHealthcare Materials.

Создание искусственных органов заключается в формировании внеклеточного каркаса, или матрикса из природных или искусственных полимеров с последующим заселением их клетками нужного типа. Одна из наиболее сложных задач при этом — формирование стойкой трехмерной разветвленной сосудистой сети,обеспечивающей питание клеток.

Доцент Университета Вандербильта в Нэшвилле Леон Беллан (LeonBellan) исследовал волокна сладкой ваты, которую изготовил с помощью обычной машины из супермаркета. Он пришел к выводу, что диаметр волокон — в среднем 35микрометров — достаточно близок к диаметру капилляров (около 10 микрометров),причем они образуют разветвленную трехмерную сеть. Имеющиеся методики позволяют получить сеть микроканалов в гидрогеле диаметром не менее 100 микрометров.

Изготовление полимерного шаблона сосудов на аппарате для приготовления сладкой ваты. Изображение: Vanderbilt University

Подвергнув машину для изготовления сладкой ваты незначительной модификации, исследователи получили с ее помощью «вату» из поли-N-изопропилакриламида (PNIPAM). Этот полимер отличается тем, что нерастворим в воде при температуре выше 32 градусов Цельсия, и растворим при более низкой. Полученную полимерную структуру залили раствором желатина странсглутаминазой (ферментом, необратимо превращающим желатин в гидрогель) и человеческими фибробластами. Заготовку искусственного органа поместили в инкубатор с температурой 37 градусов Цельсия.

Когда гель сформировался, его охладили и промыли, чтобы устранить PNIPAM. Через получившуюся капиллярную сеть стали пропускать раствор,содержащий кислород и другие необходимые клеткам вещества. Через неделю 90процентов клеток остались живыми и нормально функционировали. По словам исследователей, в гидрогелевых «органах» без аналогичной сосудистой сети это показатель не превышает 60–70 процентов.

Беллан назвал разработку «базовым набором инструментов, которая позволит любому исследователю просто и недорого создавать сосудистые сети, необходимые для питания искусственных почек, печени, кости и других органов».

Автор: Олег Лищук