Учёные строят искусственные органы с помощью технологий электронной промышленности

Учёные строят искусственные органы с помощью технологий электронной промышленности

Количество донорских органов в мире до сих пор сильно уступает количеству нуждающихся в них пациентов. Благодаря новому исследованию в области тканевой инженерии стало возможным производство сложных искусственных тканей. (Относительно простые конструкции медики печатают на 3D-принтерах не первый год.

Для формирования трёхмерных строительных лесов, на основе которых можно выращивать сложные ткани, Лиза Фрид (Lisa E. Freed), главный исследователь проекта в лаборатории Дрэпера (Draper Laboratory) при Массачусетском технологическом институте, и Мартин Колю (Martin E. Kolewe), доктор Института медицинской инженерии и науки (Institute of Medical Engineering and Science MIT) использовали метод создания интегральных схем и печатных плат в микроэлектронной инженерии.

Адаптация такой технологии позволила обойти некоторые ограничения. Обычно искусственные ткани получают в лабораториях, засеивая подготовленную основу клетками, как грядки на огороде. Из-за этого в большинстве случаев медики получают двумерную структуру. Но ткани в человеческом теле растут и работают в объёме.

Для развития клеток в полноценную структуру им нужна многоуровневая архитектура.

Чтобы построить ткань в 3D, исследователи из США использовали тонкие пласты пористого полимера (так называемой биорезины), содержащие микроскопические прямоугольные отверстия определённых размеров.

С помощью автоматического оборудования, учёные точно укладывали полоски полимера друг на друга, размещая поры разных слоёв на определённом расстоянии друг относительно друга. Исследователи испытывали различные расположения пор и в результате подобрали такой "рисунок", который позволил получить колонии клеток, похожие на переплетения мышечных волокон. В ход пошли клетки мышц мышей и клетки сердца новорождённых крыс.

Когда медики пропустили электрические импульсы через полученную ткань, клетки сердца начали биться. Позднее исследователи определили, что на микроскопическом, тканевом и клеточном уровне материалу действительно были присущи многие важнейшие структурные и механические свойства настоящей сердечной мышцы.

Искусственная ткань действительно имитирует анизотропные свойства сердечной ткани и может быть использована для выращивания тканей в конкретных людях, страдающих от врождённых дефектов или приобретённых повреждений.

Разумеется, для запуска производства искусственных органов на поток разработчикам необходимо преодолеть ещё множество проблем. Например, Фрид и Колю должны будут сделать ткань толще, чтобы она была в состоянии поддержать кровеносные сосуды.

Исследователям также предстоит продемонстрировать, что ткани, изготовленные из человеческих клеток (а не клеток грызунов), будут способны выжить в создаваемой матрице и исправно выполнять свои функции.

На следующем этапе работы Фрид и Колю планируют проверить жизнеспособность своих конструкций путём имплантации их на поверхность сердца крысы, перенесшей сердечный приступ.

Но каким бы ни был результат, исследование этой группы учёных уже сейчас открывает новые возможности для биоинженерии. Научившись точно контролировать расположение пор, медики получают возможность регулировать свойства образуемой ткани.

Учёные надеются, что однажды их технология сделает очереди на донорские органы пережитком прошлого.

Также по теме: Японцы создали человеческую мини-печень из стволовых клеток Искусственные почки успешно пересадили крысам   Учёные создали гибридную сердечную мышцу из нанотрубок и клеток сердца  Искусственные мышцы из вощёных углеродных нанотрубок поразили учёных своей прочностью   Младенца спасли от разрыва бронхов при помощи напечатанной на 3D-принтере трубки  На 3D-принтере напечатали идеальное ухо

vesti.ru

Похожие новости:
Роботов оснастили GPS-нейронами
В прошлом году Нобелевскую премию по медицине получили нейробиологи, открывшие два класса нервных клеток, помогающих нам ориентироваться в пространстве. Учёные из Сингапура решили оснастить такими «GPS-нейронами», как их теперь иногда называют в литературе, роботов. Исследователи смоделировали работу двух типов нейронов ..
2015-10-26 1318 0 Технология
0
Из лески скрутили рекордно эффективные искусственные мышцы
Международная группа ученых разработала метод обработки пластика, который превращает обычные полимеры в искусственные мышцы с рекордной удельной мощностью и силой сокращения. Исследование опубликовано в Science, кратко о нем можно прочитать на сайте журнала. К пластику ученые обратились после ..
2014-02-21 2808 0 Технология
1
Биологические ткани собирают при помощи магнитной левитации
Биологи давно говорят о том, что выращивать органы и ткани для трансплантации невозможно в обычных чашках Петри. Ткани и органы тела человека не плоские. А значит, и клеткам, из которых они будут выращиваться, необходима объёмная матрица. Для этих целей учёные создают из различных ..
2011-12-16 2181 0 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 2668 0 Технология
2
Создан материал, который заменит вены и артерии
Специалисты из QMUL (Лондонский университет королевы Марии) разработали такую технику, с помощью которой можно будет создавать искусственные вены. Сколько бы ученые ни пытались создать искусственные вены человека, они всё равно далеки от синхронизации органических процессов в этой области. Но лондонские ..
2015-10-02 1745 0 Технология
1
В США впервые успешно заморозили и разморозили органы
Ученые из Минесотского университета разработали новый способ криоконсервации органов, при котором их оттаивание не наносит ущерба клеткам. Для этой цели исследователи использовали наночастицы и катушку индуктивности, позволяющие нагревать биологические ткани равномерно. Об этом сообщает издание Gizmodo.Органы, предназначенные ..
2017-03-05 5361 0 Технология
0
Клеточная терапия - достижения и перспективы
Регенеративная медицина – одна из самых передовых отраслей медицинской науки. В ближайшее время человечество получит возможность восстанавливать и полностью воссоздавать целые органы человеческого тела. С помощью технологий регенеративной медицины уже сейчас можно создать такие органы ..
2012-01-26 2430 0 Технология
0
Создан искусственный атом из графена
Международная группа ученых из Австрии, Германии и Великобритании создала искусственный атом из графена. Результаты работы исследователи представили в статье, опубликованной в журнале Nano Letters.Искусственным атомом или квантовой точкой называется структура, внутри которой электроны находятся «в ловушке». Они могут ..
2016-08-24 7159 0 Технология
0
Глава Google Эрик Шмидт жертвует $1 млн на технологии
Председатель Google Эрик Шмидт заявил о том, что он жертвует 1 миллион долларов, чтобы помочь решить глобальные проблемы с помощью новых технологий. "Я думаю, что должен вложить свои деньги для решения глобальных проблем. Мы определили целую кучу компаний во всем ..
2014-02-25 1417 0 Технология
0
Ученые создали искусственные мышцы
Новые искусственные мышцы из нанотехнологической пряжи, пропитанные парафином, могут поднять вес, более чем в 100 тыс. раз превышающий их собственный, и сгенерировать в 85 раз больше механической энергии, чем такого же размера природные мышцы. К такому мнению пришли ученые из Техасского университета в Далласе и специалисты ..
2012-11-20 2976 0 Технология
1
Искусственные клетки применят в медицине
Исследователи из Университета штата Пенсильвания утверждают, что без труда изготовленные, недорогие искусственные клетки, сделанные с помощью микропечати, могут в конечном счете послужить устройствами для доставки препаратов и генов в биоматериалах. Они также утверждают, что искусственные клетки также позволят исследователям изучить ..
2013-12-23 2051 0 Технология
0
Сеть кровеносных сосудов удалось напечатать
Возможность биопечати тканей и органов в один прекрасный день позволит создавать искусственные, но при этом вполне жизнеспособные части тела, которые будут использованы для трансплантации. Учёные ещё на шаг приблизились к тому дню, когда это станет реальностью: им удалось напечатать искусственные сосудистые ..
2014-07-04 1686 0 Технология
0
Удалось вырастить углеродные нанотрубки с заданными характеристиками
Углеродные нанотрубки ― очень полезный предмет. Это и сверхпроводимость, и новые способы генерации энергии. Они могут придавать особые свойства полимерам и очищать воду от свинца. По мнению специалистов, за углеродными нантрубками будущее оптики, микроэлектроники, медицины, строительства и множества других ..
2013-08-29 1722 0 Технология
0
Клеточная терапия - достижения и перспективы
Лекция заместителя директора по науке института Биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН доктора биологических наук А.В.Васильева на встрече в медиаклубе «Высокие технологии» 26 декабря 2011 года в редакции журнала «Наука и жизнь». Регенеративная медицина - одна из самых передовых отраслей медицинской науки. ..
2012-02-17 0 0 Технология
0
Созданы искусственные регенерирующие стволовые клетки
Ученые из Университета штата Северная Каролина совместно с китайскими исследователями создали искусственные стволовые клетки, предназначенные для восстановления сердечных мышц. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communications.Биотехнологи изготовили имитирующие клетки наночастицы из биоразлагаемого полимера гликозилированной ..
2016-12-30 4400 0 Технология
0