Rosyjscy naukowcy opracowują biokompatybilne materiały polimerowe 3D do naprawy tkanek

Wielu naukowców i naukowców zdecydowało się na drukowanie 3D dla zastosowań w inżynierii tkankowej, a zespół z Laboratorium Polimerowego dla Inżynierii Tkankowej i Laboratorium Transplantologii na Petersburskim Uniwersytecie Politechnicznym w Petersburgu (SPbPU) nie jest inny. We wspólnym projekcie z naukowcami z Rosyjskiej Akademii Nauk i Państwowego Uniwersytetu Medycznego Pawłowa w St. Petersburgu zespół SPBPU opracował innowacyjne, polimerowe materiały medyczne, które można wykorzystać do naprawy narządów ludzkich po urazach. < p> Projekt realizowany jest w ramach Projektu 5-100, programu pomocy państwa dla rosyjskich uniwersytetów, który realizowany jest od 2013 roku. Celem projektu jest podniesienie pozycji rosyjskich szkół wyższych, tak aby mogły iść do przodu i wzmocnić swoje inicjatywy badawcze i edukacyjne poprzez promowanie badań i rozwoju, usprawnienie administracji, zwiększenie współpracy międzynarodowej oraz zapewnienie zachęt do przyciągnięcia najlepszych profesorów i ułatwienie profesjonalnego rozwoju istniejącego wydziału.

Ze swojej części projektu 5-100, SPbPU wynajduje, dotyczy i dzieli się swoją interdyscyplinarną wiedzą politechniczną i zaawansowanymi technologiami produkcyjnymi. W tym przypadku naukowcy z uniwersytetu stworzyli porowaty materiał 3D wykonany z chitozanu - analogu tkanki kostnej - i kolagenu, który jest najbardziej obiecującym materiałem do wytwarzania rusztowań tkankowych. Nowy materiał można następnie wykorzystać do przywrócenia utraconych części kości. Materiały w tym nowym obszarze medycznym są nazywane materiałami naśladującymi, ponieważ mogą oszukać ludzkie ciało ... ale nie w zły sposób. CD3D .

"Nie oszukujemy natury, pomagamy jej po prostu uporać się z problemem medycznym" - wyjaśnił Vladimir Yudin, kierownik materiałów polimerowych do inżynierii tkankowej i laboratorium transplantologii. "Eksperci debatują obecnie nad tym, czy lepiej jest użyć implantu, czy przywrócić narząd. Osoba ze sztucznym narządem musi przyjmować leki przez resztę swojego życia, aby zapobiec odrzuceniu go przez ciało. Tak nie jest w przypadku tkanek hodowanych z komórek ludzkich. "

Wyniki badań przedklinicznych pokazują, że po pewnym czasie gąbka 3D osadzona w ludzkiej kości zacznie być pokryta naturalną tkanką kostną jako sztuczny materiał ulega rozkładowi. Naukowcy zbadali również gąbkę kolagenu 3D zarówno w tkance mięśniowej, jak i wątrobowej i odkryli, że materiał możepobudzają naturalne tkanki narządów do przywrócenia.

Zespół opublikował artykuł na temat ich badań, zatytułowany "Bioresorpcja porowatych matryc 3D opartych na kolagenie w wątrobie i tkance mięśniowej", w czasopiśmie Cell and Tissue Biology; współautorami są PV Popryadukhin, GY Yukina, I. P. Dobrovolskaya, E. M. Ivankova i Yudin.

Streszczenie brzmi: "Bardzo porowate cylindryczne matryce 3D o średnicy 1,3 i 3 mm otrzymano przez liofilizację roztworu kolagenu. Badanie in vivo mechanizmu i szybkości resorpcji uzyskanego materiału wykazało, że pełna resorpcja matrycy nastąpiła 6 tygodni po wszczepieniu do tkanki wątroby i 3 tygodnie po wszczepieniu do tkanki mięśniowej zwierząt. Otaczające tkanki nie zostały zmienione ani uszkodzone. Analiza histologiczna wykazała, że ​​wraz z resorpcją kolagenu matrycowego powstały tkanki łącznej i naczynia krwionośne. Dzięki temu możemy polecić opracowany materiał porowaty na bazie kolagenu do stosowania jako matryce do inżynierii tkankowej i transplantacji komórkowej. "

W przypadku tych naśladujących materiałów matryca polimerowa jest najpierw wszczepiana do uszkodzonej tkanki wątroby, naczynia lub kości, które zostały nasycone komórkami narządowymi. Ciało zostało oszukane, aby nie odrzucać obcego obiektu, który został wszczepiony, ponieważ materiały są wykonane z biokompatybilnych składników chitozanu i kolagenu. Ostatecznie ta matryca ulegnie rozkładowi, a wszczepiona sztuczna tkanka zostanie zastąpiona przez naturalną tkankę ludzką.

Wszczepione materiały muszą być w stanie pozostać w całości i nie rozpadać się przed powstaniem nowej, naturalnej tkanki w jej miejsce. Te biokompatybilne materiały polimerowe 3D są wyjątkowe pod tym względem, że nie tylko stymulują odbudowę naturalnych tkanek, ale mogą również regulować czas resorpcji, dlatego przedwczesny rozpad nie stanowi problemu.

Naukowcy wykorzystali również swoje nowe 3D materiały do ​​opracowania nici do szycia, protez naczyń krwionośnych i osłon na rany, które okazały się skuteczne podczas badań przedklinicznych in vivo. Tak więc zgodnie z SPbPU, materiały te zostały polecone do użytku w transplantacji komórkowej i inżynierii tkankowej.