Микроскаффолды: новая стратегия в тканевой инженерии
В TU Wien разработан новый подход к созданию искусственных тканей, который сочетает преимущества двух существующих методов.
Два подхода и их недостатки
До сих пор существовали две принципиально разные стратегии:
- Создание пористого скаффолда (каркаса) с
последующим заселением клетками.
- Плюс: точный контроль механических свойств (мягкость/жесткость), биосовместимость, возможность добавления биомолекул.
- Минус: сложно и долго равномерно заселить клетками, особенно крупные конструкции.
- Выращивание сфероидов или листов клеток с
последующей сборкой.
- Плюс: высокая плотность клеток с самого начала.
- Минус: слабый контроль над процессом, возможны изменения формы и свойств ткани.
Третий путь: лазерная печать микроскаффолдов
Исследователи TU Wien под руководством проф. Александра Овсянникова применили метод двухфотонной полимеризации.
- С помощью лазера создаются филигранные, пористые микроскаффолды диаметром менее трети миллиметра.
- Внутрь скаффолдов быстро помещаются тысячи клеток, достигая высокой начальной плотности.
- Клетки внутри защищены от механических повреждений, как пилот в каркасе безопасности.
Преимущества и результаты
- Контроль: сохраняется возможность управления механическими свойствами всей конструкции.
- Сборка: заполненные клетками микроскаффолды легко объединяются в крупные тканевые конструкции, и клетки из соседних единиц сливаются, образуя единую ткань.
- Стабильность: форма конструкции сохраняется.
Эксперименты со стволовыми клетками подтвердили, что их можно направленно дифференцировать в хрящевую или костную ткань. В будущем такие микроскаффолды могут стать основой для инъекционных решений в малоинвазивной хирургии.