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:
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 5174 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 2209 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 6913 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
Британские ученые использовали золото для борьбы с онкологией
Британские ученые разработали технологию по уничтожению злокачественных опухолей с помощью золота. Об этом сообщает радиостанция "Би-би-си". "Коллективу из Кембриджского университета удалось с помощью наноинженерии создать сплав из золота и лекарства цисплатин, которое широко применяется для лечения онкологических больных", - передает ..
2014-08-18 1493 0 Технология
0
3D принтер напечатает человеческие органы
Когда-нибудь в будущем, когда вам нужна пересадка почки, вы можете получить 3D-печатный орган созданный именно для вас. Шотландские ученые разработали универсальную методику 3D печати тканей с помощь стволовых клеток. На сегодняшний день, таким образом уже можно изготавливать элементы ..
2013-02-7 4173 0 Технология
0
Следующий рубеж в 3D-печати
Процесс 3D-печати, использующий в своей работе цифровые модели, создан для того, чтобы создавать объекты реального мира, начиная от простых игрушек заканчивая ювелирными изделиями и продуктами питания. Вскоре 3D-принтеры смогут «печатать» более сложные «конструкции», например, человеческие ..
2014-04-06 1614 0 Технология
0
Электричество из водорослей – это реально
Канадские ученые произвели исследование, позволившее создать совершенно новый способ добычи электроэнергии. Его суть заключается в переработке энергии водорослей. Специалисты поделятся подробностями своей работы во время форума инновационных технологий, запланированного для проведения в Париже.Во время данного форума ..
2015-11-29 6749 0 Технология
-1
Физики соберут квантовый компьютер из ховербордов
Физики из Йельского Университета, Университета Чикаго и Аргоннской Национальной Лаборатории создали устройство, способное считывать количество и, в перспективе, квантовое состояние электронов, левитирующих подобно «ховерборду» над сверхтекучим гелием. Прибор может стать основой для квантового вычислителя, роль кубитов ..
2016-03-22 1567 0 Технология
1
Физики предложили идею плазменно-лазерного ускорителя
Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли пришли к выводу, что использование лазеров может уменьшить длины ускорителей частиц в тысячи раз. Работа специалистов опубликована в журнале Physics of Plasmas, кратко с ней можно ознакомиться на сайте Phys.org. Физики рассмотрели идею плазменно-лазерного ..
2014-05-29 1680 0 Технология
1
Ученые создали новый скальпель
Новый способ фокусировки лучей в тканях позволяет хирургу не повреждать кожные покровы.Это дает возможности хирургического вмешательства без надрезов, - говорит Янг Чангуей, профессор радиотехники и биоинженерии, главный автор новой разработки. Производя точечную фокусировку лазера глубоко в ткани, ..
2012-06-30 1611 0 Технология
0
Ученые предложили выращивать органы в космосе
Новосибирские ученые испытывают реактор для создания биологических материалов с нужными свойствами, в том числе человеческих органов. Об этом сообщает "Сиб.фм". "Реактор работает по абсолютно новому методу перемешивания, который действует по принципу торнадо. Теперь мы можем создавать, управлять торнадо и делать ..
2013-06-27 1839 0 Технология
0
Обогнать природу за 20 лет
Какие инструменты и технологии будут востребованы через 20 лет- Что позволит продлить человеческую жизнь и реализовать промышленные проекты, которые сегодня кажутся фантастическими- Проректор по перспективным проектам СПбПУ Петра Великого, руководитель Центра компьютерного инжиниринга Алексей Боровков рассказал в рамках Форсайт-флота ..
2015-05-20 1744 0 Технология
0
Японцы изобрели шлем, замещающий реальность и воспоминания
Лаборатория Адаптивного Интеллекта японского института RIKEN разработала шлем, оснащённый системой «Substitutional Reality», фактически замещающей воспринимаемую человеком реальность. Устройство перемешивает происходящие в реальности события с записанными заранее событиями из прошлого и передаёт их на органы чувств испытуемого. ..
2012-08-29 2013 0 Технология
0
Ученые создали микрочип, подавляющий голод
Британские ученые из университета в Лондоне создали микрочип, который способен подавлять аппетит. Испытания на животных электронного имплантата вот-вот начнется, и его создатели говорят, что это может обеспечить более эффективную альтернативу  хирургии для потери веса.  Чип представляет имплантируемый модулятор, ..
2013-04-1 1768 0 Технология
0