Ученые напечатали хрящ без искусственного матрикса
Американские ученые усовершенствовали методику 3D-печати хряща. Им удалось обойтись без неестественного межклеточного матрикса, применяя лишь клеточный материал, что ближе к натуральному формированию хрящевой ткани. Результаты работы размещены в издании Scientific Reports.
В большинстве экспериментальных разработок 3D-печати хряща употребляются гидрогели, в каковые загружены хондробласты (клетки хрящевой ткани). По словамруководителя изучения Ибрагима Озболата (Ibrahim Ozbolat), подобный подход не разрешает клеткам обмениваться сигналами, как это происходит в живом хряще,в итоге неестественная ткань не владеет нужными механическими чертями.
Напечатанный хрящ в питательном растворе. Ibrahim Ozbolat / Penn State
Сотрудники Университетов Пенсильвании и Айовы, а кроме этого Массачусетской поликлиники неспециализированной практики ввели хондробласты в микротрубки из альгината (биосовместимого полисахарида, приобретаемого из водорослей) диаметром от 0,75 до 1,25 миллиметра. Их поместили в питательную среду на семь дней. За это время клетки пролиферировали и срослись приятель с втором, образовав нити длиной около восьми сантиметров.
Схема технологического процесса. Yin Yu et al., Scientific Reports, 2016
Ученые создали особое сопло для 3D-принтера, которое разрешает применять очищенные от альгината эластичные клеточные нити в качестве «чернил». Подобная разработка разрешает печатать хрящ любой формы с любой ориентацией слагающих его волокон, максимально приближая итог к структуре природной хрящевой ткани.
Спустя полчаса по окончании печати клеточные нити срастаются так, что заготовку хряща возможно переместить для созревания в питательную среду. Процесс созревания занимает около семь дней. Как продемонстрировал опыт, такая разработка причиняет минимальное повреждение клеткам, каковые сохраняют свойство к синтезу и пролиферации гликозаминогликанов (главного вещества хряща).
Иммунохимический анализ распознал достаточную экспрессию специфичных РНК и белков. Имплантация неестественного хряща в пример дефектной костно-хрящевой ткани продемонстрировала, что он может подвергаться предстоящему ремоделированию, взаимодействуя с организмом реципиента.
Механические особенности напечатанного хряща лучше, чем у аналогов с гидрогелем, но они уступают натуральной ткани. Озболат рассчитывает улучшить их, прилагая давление в ходе созревания, как это происходит при настоящем росте хряща. Кроме имплантации неестественную ткань возможно применять для испытаний новых и моделирования заболеваний лекарств.
Создатель: Олег Лищук