Что общего у сладкой ваты с органами для трансплантации?
Одна из ключевых проблем в создании искусственных органов для трансплантации – построение искусственной трехмерной сети капилляров – мельчайших кровеносных сосудов, снабжающих ткани кислородом и питательными веществами. Существующие технологии трехмерной формовки тканей пока не позволяли создавать настолько тонкие каналы. Однако недавно был предложен остроумный вариант. Американские инженеры решили использовать для создания сложных трехмерных капиллярных сетей в искусственных органах… машину для производства “сахарной ваты”!
Читайте также: Фабрика запчастей
Они приобрели себе такой агрегат за $40 и начали экспериментировать. Оказалось, что получаемые сахарные волокна имеют диаметр в десять раз меньше, чем человеческий волос, то есть примерно такой, какой должен быть у капилляра. Теперь оставалось найти материал, который бы не так быстро как сахар растворялся в воде и мог служить для формирования туннелей в толще ткани. Протестировав ряд соединений, ученые остановили выбор на поли (N-изпропилакриламиде), сокращенно PNIPAM, который не растворяется при температуре выше 32°C.
Искусственную ткань имитировали смесью желатина и человеческих клеток, к которым была добавлена транглютаминаза (фермент, широко применяемый в пищевой промышленности и известный как «мясной клей»). Этой смесью залили пучок густо переплетенных тончайших волокон из PNIPAM, изготовленный на «сахарноватной» машине. После охлаждения до температуры менее 32°С волокна растворились, оставив после себя в желеобразной ткани тончайшие каналы.
Читайте также: Ученым удалось вырастить живое сердце
Еще немало нужно сделать, чтобы система сработала при создании настоящих функционирующих органов. Но авторы работы полагают, что добьются этого. Они надеются создать матрицы для выращивания различных органов, которые смогут использовать лаборатории по всему миру.
* Lee JB, Wang X, Faley S, Baer B, et al. Development of 3D Microvascular Networks Within Gelatin Hydrogels Using Thermoresponsive Sacrificial Microfibers // Advanced Healthcare Materials, 2016, article first published online: 4 FEB 2016. DOI: 10.1002/adhm.201500792
На фото: трехмерная желатиновая структура, содержащая тончайшую сеть туннелей, имитирующих капилляры; фото: Bellan Lab/Vanderbilt
