Шаги регенерации органа ближе с ‘3D печатью сахара’

Команда биоинженеров предприняла шаги ближе ко дню, когда будет возможно восстановить новые органы от собственных камер пациента.Исследователи «распечатали» 3D структуры сетей кровеносного сосуда из сахара, позволяющих ткани расти вокруг них и затем распадаться, оставляя позади выдолбленный«сосудистая архитектура».Как только сахар распадается, выдолбленная структура кровеносного сосуда может быстро быть перфузирована богатой питательным веществом жидкостью и кислородом, чтобы мешать клеткам ткани умереть.

(Обычная проблема при попытке спроектировать более толстую ткань как этот печени, состоит в том что без достойной сосудистой системы, чтобы поставить питательные вещества и кислород и удалить ненужные продукты,клетки глубокая внутренняя часть погибают.)Несмотря на то, что разработка ткани добилась больших успехов в последние годы, все еще невозможно воссоздать сложные 3D сети кровеносного сосуда, присутствующие вестественно выращенные органы.Сочиняя в онлайновой проблеме 1 июля Материалов Природы, исследователей из Университета Пенсильвании (Пенсильвания) и Массачусетский технологический институт(MIT) в США, говорят, что их 3D метод печати сахара является значительным шагом в правильном направлении и также свободен от некоторых проблем, возникающих при попытке ксделайте 3D ткань и ее внутреннюю сосудистую сеть другими средствами.Например, один общий подход, который используют биоинженеры, должен вырастить ткань и ее сосудистый сетевой слой слоем, но это имеет значительную проблему в этомпитательная жидкость может открыть швы между слоями.

Кристофер С Чен, профессор Skirkanich Инноваций в Отделении Биоинженерии в Пенне, является одним из ведущих исследователей на этой работе. Он сказалпресса:«Эта новая технология платформы, с точки зрения клетки, делает формирование ткани нежной и быстрой поездкой, потому что клеткам только подвергают нескольких минутиз ручной раскапки и единственного шага того, чтобы быть вылитым в формы прежде чем быть кормившим нашей сосудистой сетью."

Быстрый метод кастинга, который развили Чен и коллеги, полагается на создание материала, который достаточно тверд, чтобы поддержать как 3D сеть нитей,но это может также легко распасться в воде, не отравляя клетки.Другое требование – то, что материал должен быть совместим с 3D принтером, таким образом, он может сделать более сложные сосудистые сети намного быстрее, чем слойподход слоя, и в более крупном масштабе.После большого метода проб и ошибок они нашли, что совершенный материал был сахаром.

Сахар является механически крепким и в изобилии по своей природе. Например, в формецеллюлоза, это – наиболее распространенный материал в биомассе Земли. Другое преимущество является стандартными блоками сахара, как правило, добавляются и растворяются в питательном веществе

СМИ, кормящие клетки.Постдокторант Джордан С Миллер является другим соруководителем исследовательской группы и членом Лаборатории Микроконфабуляции Ткани Чена в Отделении

Биоинженерия в Пенне. Он сказал, что они проверили много различных рецептур сахара, пока они не получили самый лучший матч к этим требованиям.

«С тех пор нет никакого единственного типа геля, это будет оптимальным для каждого вида спроектированной ткани, мы также хотели развить сахарную формулу, которая будетшироко совместимый с любым типом клетки или основанным на воде гелем», объяснил он.Они в конечном счете обосновались на формуле, объединившей сахарозу и глюкозу с декстраном для структурной прочности. Они распечатали его с RepRap, общедоступным 3Dпринтер с изготовленным на заказ экструдером и программным обеспечением контролирования.

Важная часть метода – то, что сахар должен быть стабильным после печати, таким образом, это покрыто тонким слоем разлагаемого полимера, сделанного из мозоли этопозволяет сахарной структуре распадаться и вытекать из гелевой среды через каналы, которые они создают, не мешая гелю установить и безповреждение растущих клеток поблизости.Как только сахар вне пути, исследователи кормят жидкость через сосудистый зубной мост, чтобы кормить клетки с питательными веществами и кислородом, подобным как этопроисходит естественно с кровью в теле.Они говорят, что целый процесс быстр и недорог, и они могут обменяться легко между многократными машинными моделированиями и физическими моделями сосудистыхзубные мосты.

Когда исследователи ввели человеческие клетки кровеносного сосуда в выдолбленную сосудистую сеть, они спонтанно начали делать новые капиллярные ростки, таким образомувеличение проникновения сети. Это – то, как кровеносные сосуды растут естественно в теле.

Чтобы проверить этот эффект далее, исследователи тогда сделали гели, содержащие основные клетки печени. Когда они тогда накачали богатую питательным веществом жидкость через выдолбленныйсосудистая архитектура, они нашли, что клетки печени увеличили сумму белка и мочи, которую они сделали, который является признаком здорового поведения в печениклетки.Были также доказательства, что больше клеток оставалось в живых вокруг сосудистых каналов, несущих питательную жидкость.Другая проблема для органов биоинженерии состоит в том, чтобы создать достаточные числа здоровых и функционирующих клеток: и современная технология очень далека от достиженияудельные веса клетки полностью функционирующей печени.

Но с их печатной сосудистой системой, Чен и коллеги достигли удельных весов клетки, приблизившихся к клинической уместности, предположив, что новый метод мог поощритьдальнейшее исследование выращенных лабораторией органов и подобных органу структур.Терапевтический порог для терапии человеческой печени, как думают, является приблизительно 10 миллиардами функционирующих клеток печени. Чен и коллеги умели становиться ближе кто число, но они все еще далеко: за гель они достигают приблизительно десятков миллионов клеток печени, сказали они.И существует все еще большая работа, чтобы сделать в других областях, такой как, как соединить эти сосудистые сети с реальными кровеносными сосудами и тестирование как искусственноесосудистая сеть взаимодействует с клетками печени.

Фонды от Национальных Институтов Здоровья, центра Пенна технических клеток и регенерации и американской сердечной ассоциации-Jon Холден ДехаанФонд помог плате за исследование.

Блог Ислама Уразова