Учёные вырастили de novo реконструктивные лоскуты для восстановления кости и мягких тканей

Значительная потеря тканей может быть результатом различных причин, включая рак, травму и инфекцию. Реконструктивная хирургия пытается смягчить ущерб. В настоящее время клиническим «золотым стандартом» в этой области является аутографт, который подразумевает забор ткани из одной части тела пациента и её пересадку на повреждённый участок. Например, для реконструкции нижней челюсти хирурги могут взять часть малоберцовой кости вместе с окружающими её мягкими тканями и кровеносными сосудами из ноги пациента. Мягкие ткани и сосуды необходимы для выживания кости на новом месте.

У этого подхода есть существенные недостатки: значительная боль и все обычные осложнения, связанные с операцией в месте забора. Поэтому учёные ищут альтернативы и движутся в сторону тканевой инженерии. Святым Граалем для них является de novo генерация тканей — выращивание новых тканей для имплантации в лаборатории, а не забор из тела пациента.

Лаборатория регенерации тканей профессора Шуламит Левенберг в Технионе сосредоточена на формировании сложных сетей кровеносных сосудов в тканях, выращенных в лаборатории. Ранее её команда создала васкуляризированные мягкие ткани для имплантации, используя стволовые клетки зубной пульпы вместе с клетками, формирующими капилляры (эндотелиальными). Эти методы способствовали регенерации повреждений спинного мозга у крыс.

В новом исследовании, опубликованном в Advanced Functional Materials, доктор Идан Реденски и его коллеги из лаборатории Левенберг объединили собственную технологию васкуляризированных тканей с биологическими костными имплантатами, разработанными в Колумбийском университете профессором Горданой Вуньяк-Новакович. В результате был создан de novo тканевый лоскут, содержащий живую кость, поддерживаемую васкуляризированной мягкой тканью.

На втором этапе команда использовала новую методологию для восстановления костного дефекта у крыс по двухэтапному подходу:

1. Сначала был имплантирован инженерный лоскут мягкой ткани.
2. После его интеграции в организм крысы лоскут был использован во второй операции для восстановления костного дефекта, поддерживаясь крупными кровеносными сосудами рядом с местом дефекта.

Результаты оказались полным успехом: мягкая ткань с кровеносными сосудами, питающими кость, привела к сращению костного дефекта, а клетки крысы заселили и восстановили имплантат. Это было полное восстановление, лучшее, чего можно достичь методами реконструктивной хирургии, и без забора тканей у пациента.

В будущем на основе этих методов пациент сможет получить выращенную в лаборатории кость, идеально соответствующую форме его лица, окружённую выращенными мягкими тканями на основе его собственных клеток, культивированных на трёхмерных биоматериалах, без серьёзного повреждения других частей тела.