Ученые улучшили кровоток в биоинженерных тканях с помощью нанотрубок
Исследователи из Университета Бингемтона предложили новый метод создания искусственной сосудистой системы для биоинженерных тканей, что решает ключевую проблему их жизнеспособности.
Проблема васкуляризации
Без собственной системы кровоснабжения трехмерные клеточные структуры ограничены в размере и функциональности. Клетки в глубине ткани не получают достаточно кислорода и питательных веществ, что приводит к появлению некротических зон.
Решение: микротрубки из нановолокон
Исследовательская группа под руководством доцентов Ин Ван и Инчжоу Чжоу использовала метод электроспиннинга для создания полых микротрубок из двух биосовместимых полимеров:
- Полиэтиленоксида (PEO)
- Полистирола (PS)
Характеристики трубок:
- Диаметр: 1–10 микрон (для сравнения: толщина человеческого волоса — 70–100 микрон)
- Технология: электроспиннинг для формирования твердых волокон с последующим растворением сердцевины для получения полой структуры
- Обработка: ультразвуковая вибрация для укорочения трубок и их равномерного распределения в ткани
Результаты и перспективы
Эксперименты с флуоресцентными микросферами подтвердили, что внедренные микротрубки улучшают распределение крови в искусственной ткани, обеспечивая клетки кислородом и питанием.
Планы на будущее:
- Изучение влияния размеров и формы микротрубок на эффективность васкуляризации.
- Создание органоспецифичных микрососудистых сетей (например, для моделирования гемато-энцефалического барьера).
- Разработка технологии для сборки не просто отдельных органов, а целых живых систем на основе человеческих клеток.
Исследование опубликовано в журнале Biomedical Materials.