Разработанная методика может быть использована для восстановления мышц после серьезных повреждений и служить основной платформой для оценки эффективности медикаментов.
В НИТУ МИСИС был представлен биоэквивалент скелетной мышечной ткани, который имеет потенциал восстанавливать поврежденные мышцы после серьезных травм и служить моделью для испытаний лекарственных препаратов. Информация об успехах отечественных специалистов доступна на сайте университета.
При серьезных повреждениях, превышающих 20% первоначальной массы мышцы, ее способность к восстановлению снижается. В настоящее время стандартным методом лечения является аутотрансплантация – использование собственных здоровых тканей пациента. Этот подход имеет свои недостатки: ограниченность донорских участков, риск осложнений и снижение функций в области забора материала. Поэтому перспективной альтернативой становится разработка искусственно культивированного биоэквивалента мышечной ткани.
«Для создания индивидуальных мышечных имплантатов для пациентов с тяжелыми травмами потребуются еще годы исследований. Однако первые лабораторные результаты уже открывают хорошие перспективы. Полученные нами биомиметические материалы, в которых распределены не одиночные клетки, а трехмерные клеточные структуры – сфероиды, могут стать отличной основой для направленного роста миобластов и формирования миотрубок», – комментирует д.б.н., к.х.н. Елизавета Кудан, заведующая лабораторией тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.
Выбор полимера для изготовления тканеинженерных конструкций с помощью электроформования представляет собой сложную задачу. Подобранные материалы должны обладать несколькими ключевыми характеристиками: биосовместимостью, биодеградируемостью и электропроводностью. Для интеграции сфероидов в структуру требуется использование водорастворимого полимера. Конструкция должна оставаться стабильной и целостной в условиях клеточного культивирования, обеспечивая последующее формирование полноценной ткани.
Оптимальная концентрация клеток для формирования сфероидов определяется несколькими факторами. Высокая концентрация ускоряет достижение плотной структуры ткани, но увеличение размера сфероида с плотным расположением клеток приводит к недостатку кислорода в центральной части. Кроме того, чрезмерное количество клеток увеличивает массу сфероида. Это может вызывать быстрое осаждение в шприце с полимером-носителем в процессе электроформования, что нарушает равномерное распределение биоматериалов в трехмерной матрице.
Создание биомиметических тканей открывает новые возможности для высокоэффективного и индивидуального тестирования фармацевтических препаратов. Это уменьшит необходимость в экспериментах на животных, ускорит выход новых медикаментов на клинический рынок и повысит эффективность терапии для каждого пациента.
Тем временем в США была разработана металлическая «мышца» для истребителей и роботов с эффектом памяти.
Фото: hi-tech.mail.ru