Исследователи взяли технологию от производителей мобильных телефонов и другой бытовой электроники и использовали его, чтобы вырастить 3D ткань.Ученые из Лаборатории Драпировщика и Массачусетского технологического института (MIT) создали прототип с помощью автоматизированного «послойного» метода блока – обычно находимый в пределах упаковочной промышленности электроники построить интегральные схемы. Их работа издается в журнале Advanced Materials.Вместо того, чтобы строить мобильные телефоны, эта технология использовалась, чтобы сложить «пористые, гибкие, биоразлагаемые листы эластомера», которые исследователи раньше создавали 3D леса, на которых могут быть выращены ткани.

Исключительное интервью говорил исключительно с исследователями. Интервью следует здесь. Перейдите к остальной части оригинального газетного сообщения.Q: Как Вы придумывали идею поддерживающей способности ткани?

Лайза Фрид, Лаборатории Драпировщика и научного руководителя исследования, говорит:«Сердечная мышца требует, чтобы прочные структурные и механические свойства заключали контракт постоянно и эффективно при сопротивлении усталости. Естественные мышечные волокна удовлетворяют этим требованиям через уникальный ансамбль клеточных и внеклеточных матричных структур».«В то время как много типов лесов были развиты и объединены с клетками, чтобы резюмировать естественные мышечные волокна, немного лесов были явно разработаны с естественной архитектурой мышцы в памяти».

«Поскольку внимание поворачивается к клинической применимости, ограничения, внутренние предыдущим лесам, становятся более очевидными, такие как случайные структуры желатиновых и подобных пене материалов, и механическая слабость и/или чрезмерная жесткость других материалов».«Методы микроконфабуляции, такие как микролепное украшение и слой – блоком слоя, обеспечивают новые возможности произвести технические тканью леса с архитектурой, которой управляют, в 3D».«Также, мы думали о проектировании лесов с более подобной мышечному волокну архитектурой путем объединения этих технологий».

Q: Каков Ваш следующий шаг?Лайза Фрид:«Наша следующая цель состоит в том, чтобы расширить в естественных условиях исследования на внедрение увеличенных спроектированных тканей на поверхности крысиных сердец после сердечного приступа».«Связанная следующая цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что мы не только создали ткань с подобной архитектурой к сердечной ткани, но что это также имеет подобную функцию и лучшую функцию, чем другой, ранее развил спроектированную сердечную ткань».«Долгосрочная цель состоит в том, чтобы создать жизнеспособные, толстые кардиальные имплантаты ткани, например путем объединения резиновых лесов стандартного блока с культивируемыми сердечными клетками и медленно биоразлагаемой perfusable сетью канала».

Q: Как это исследование поможет будущим разработкам?Мартин Колью, партнер постдиссертации в MIT, говорит:«Общая нить через многие органы, которые являются целями регенеративных приложений медицины, – то, что их ткани имеют чрезвычайно сложную 3D архитектуру».

«Технология, которую мы разработали, позволяет нам получать доступ к совершенно новому 3D пространству дизайна, чтобы попытаться тиражировать эту архитектуру в ткани включая все три типа мышцы (кардиотоническое средство, скелетное, гладкое), а также сухожилие, нерв, и даже потенциально печень и кость».«Таким образом, это исследование приносит нам один большой шаг ближе к созданию спроектированной ткани, имеющей ту же структуру врожденной ткани, и которая может в конечном счете быть более полезной в клинике».«Другое ключевое влияние этого исследования, которым продвижение состоит в том, что это – практический способ собрать леса полимера, чтобы произвести большие, сложные конструкции ткани».

«Одна основная проблема для достижения клинической уместности спроектированной ткани является размером функциональной ткани, которую мы можем в настоящее время производить».«В то время как существует несколько вызовов производству более толстой ткани, включая потребность поддержать ткань (достигнутый через микроциркуляторное русло во врожденной ткани), подход, развитый здесь, позволит нам строить леса и устройства со сложными проектами в масштабируемом образе».

Q: Как эта технология могла помочь в восстановлении или росте человеческих органов?Мартин Колью:«Чтобы помочь восстановить человеческие органы, бесклеточные леса полимера, построенные с этой технологией, могли использоваться, чтобы вести врожденное возобновление роста ткани в определенных типах ткани или предоставить точно разработанную структурную и/или механическую поддержку в других случаях».«Для этих заявлений, принося технологию людям вопрос выбора адекватных целей, настройки свойств биоматериала и работы через модели животных. У нас есть главные части технологии в нашем распоряжении».

«Однако, чтобы восстановить человеческие органы в пробирке, адекватный полученный человеком источник клетки должен быть развит, который может обеспечить и долгосрочное выживание и определенную функциональность».«В то время как различная стволовая клетка и типы клетки – предшественника являются предметами обширного исследования, демонстрация адекватного источника клетки остается основной проблемой в регенеративной области медицины».Оригинальное газетное сообщение продолжалосьЛайза Фрид, Лаборатории Драпировщика и MIT, говорит, что эта новая технология могла быть осуществлена, чтобы поощрить рост или возобновление роста определенных тканей у людей, страдающих от врожденных дефектов или серьезного повреждения тканей и органов.

Ученые говорят, что 3D устройство позволит им строить «3D сети поры, которыми управляют», ведущие клетки, чтобы вырасти в точных структурах в способе, которым растут узкоспециализированные ткани, такие как сердечная и скелетная мышца.3D леса позволят ученым вырастить полностью функциональную ткань, позволяя клеткам вырасти в точных структурах.

Фото кредит: MIT.«Клетки в человеческом сердце полагаются на множество пространственных и химических стимулов, чтобы создать иерархическую организацию, приводящую к полному и функциональному органу», говорят исследователи. Гарантировать клетки выросло в этих точных структурах, ученые должны были идентифицировать «ключевые структурные стимулы», которые они могли тиражировать в лабораторию.

Развив их 3D метод поддерживающей способности, исследовательская группа смогла вырастить сжимающуюся сердечную ткань от крысиных клеток сердца.Леса достаточно гибки, исследователи говорят, чтобы быть внедренными непосредственно в травмированную часть тела, чтобы вести клеточный рост на том месте.Лайза Фрид говорит:«Леса, ведущие 3D клеточные меры, могут позволить конфабуляции тканей, достаточно больших быть клинической уместности, и теперь мы разработали новый инструмент, чтобы помочь сделать это».

Биомедицинские исследователи могли также использовать эти леса для своего преимущества, чтобы изучить развитие ткани, говорят авторы исследования.Считается, что эта новая технология отметит большое улучшение на текущих методах восстановления и роста человеческих органов.

До этих инноваций исследователи полагались на 2D шаблоны, аморфный желатин или 3D структуры поры, которые были неспособны сосредоточиться на определенной области роста.Исследователи надеются, что эта технология поможет исследователям в исследовании нового лечения и возможностей исследования.

Марта Лундберг, директор программы в Национальном Сердце, Легком и Институте Крови (NHLBI), заявляет относительно исследования:«Эта работа могла быть потенциально значительным шагом вперед в разработке ткани, которая приведет к новым основанным на ткани методам лечения, направленным на восстановление функции органа».