Новая технология выращивания напечатанных тканей для трансплантации

Исследователи из Техниона разработали инновационную технологию выращивания тканей для трансплантации, печатая их в микрогелевой ванне, которая служит поддерживающим материалом.

Исследование, опубликованное в Advanced Science, возглавляли профессор Шуламит Левенберг и её аспирантка Мажд Махур с факультета биомедицинской инженерии, а также профессор Хавазелет Бьянко-Пелед и аспирантка Ной Хен с факультета химической инженерии им. Вольфсона и междисциплинарной программы по нанонаукам и нанотехнологиям им. Нормана Сайдена.

Печать тканей (биопечать) — это инновационный подход для создания трансплантатов. В этой технике живые клетки помещают в биочернила и печатают слой за слоем. Затем напечатанная ткань выращивается в течение дней или недель, пока не будет готова к пересадке.

Профессор Левенберг отмечает, что многие группы сосредоточены на фазе печати, однако фаза роста ткани — период между печатью и трансплантацией — не менее важна. В этот сложный период напечатанные клетки делятся, мигрируют, секретируют внеклеточный матрикс и соединяются, формируя ткань. Проблема в том, что ткани часто деформируются и сжимаются неконтролируемым образом.

Исследователи Техниона сосредоточились на предотвращении неравномерного сжатия ткани в недели после печати. Решение было найдено путём изменения среды, в которой ткань печатается и выращивается.

Новая концепция print-and-grow основана на оригинальной среде, разработанной исследователями, — инновационном микрогеле CarGrow, используемом в качестве поддерживающего материала. Он состоит в основном из каррагинана (Carrageenan-K), получаемого из красных водорослей. Этот новый поддерживающий материал сохраняет размер ткани после печати и предотвращает её сжатие и потерю формы.

Этот процесс позволяет надёжно и контролируемо производить функциональную ткань нужного размера и формы. Поскольку материал прозрачен, учёные могут наблюдать за развитием ткани с помощью визуализации.

Исследователи надеются, что новый метод приведёт к развитию новых технологий биопечати. Исследование поддержано грантом ERC (Европейского исследовательского совета) Европейского союза.

Около года назад в Advanced Materials профессор Левенберг опубликовала ещё один прорыв в области биопечати: создание напечатанного тканевого лоскута на основе коллагена и живых клеток, содержащего основные и мелкие кровеносные сосуды. Это позволило обеспечить немедленный кровоток в инженерной ткани сразу после трансплантации, что ускоряет и улучшает её интеграцию в организме.