Главная / Методы, используемые для производства текстиля, для выращивания искусственной ткани
15.04.2016 |
|
 Создание искусственной ткани органов человека – это процесс, в котором используются новейшие биоматериалы и стволовые клетки, растущие и заменяющие клетки всех других тканей. При использовании определенных типов материалов для того, чтобы удержать стволовые клетки на месте, создается «опалубка», которая затем разлагается и оставляет естественную ткань нетронутой. Самое трудное в этом деле – создать достаточное количество материала для того, чтобы можно было помочь реальным пациентам.
Элизабет Лобоа, декан Колледжа инженерии Массачусетского Университета со своей командой недавно протестировала новые методы, с помощью которых можно будет дешевле создать большее количество ткани. Искусственная ткань необходима пациентам, страдающим от ран, вызванных диабетом, расстройствами кровообращения, людям, которым необходима замена хрящевой ткани, а также женщинам, пережившим мастэктомию.
Обычные подходы, которые используются в тканевой инженерии, используют волокно и клетки-опалубки. Это нетканые материалы, которых держат вместе, обычно, электростатическое поле. Этот процесс называется электроформированием, или электропрядением; он необходим, чтобы удержать стволовые клетки внутри опалубок. Однако, такой метод очень дорог.
«При электроформировании ткань получается слабой, опалубка нестойкая, в ней есть небольшие поры», говорит Элизабет Лобоа. «При таком методе в течение многих часов создается примерно она десятая часть сантиметра опалубочного материала. Поэтому, мы решили протестировать другие методы. Наша цель – создавать больше материала за короткие сроки, сотни метров материала, который однороден по свойствам и может быть использован для лечений пациентов. Мы решили поближе исследовать процессы создания текстиля – обычной ткани, используемой в одежде и обивке мебели».
Элизабет Лобоа сотрудничала со Стивеном Туином, который работает в ее исследовательской группе Совместной кафедры Биомедицинской инженерии Университета Северной Каролины и недавно получил докторскую степень, а также Бехнамом Пордейхими из Колледжа материаловедения Университета Северной Каролины.
Группа опубликовала несколько статей, посвященных изучению трех наиболее распространенных методов создания текстиля – волоконной технике, прядению и чесанию. Ученые определили, можно ли при помощи данных методов создавать материалы, имитирующие ткани органов тела человека.
Волоконная техника – это способ, при котором стойкие нетканые материалы создаются при помощи расплавленного полимера. В материалах, изготовленные методом прядения, волокно сплетено в «паутину». При чесании волокна отделяются при помощи специальных валиков, так формируется сеть, необходимая для того, чтобы держать вместе стволовые клетки.
Элизабет Лобоа вместе со своими коллегами протестировала все три технологии. В результате исследователям удалось создать опалубки из полимолочной кислоты. Данное вещество одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Министерства здравоохранения и социальных служб США для использования как коллагеновый заполнитель, содержащий в себе стволовые клетки человека.
После этого ученые потратили три недели, определяя, смогут ли стволовые клетки остаться целыми и здоровыми в таком полимолочном контейнере. Кроме того, важно было узнать, выживут ли стволовые клетки после того, как они начнут создавать разные типы ткани, например, жировую, или костную. Цель всех исследований, посвященных стволовым клеткам – получить возможность искусственно выращивать в лабораториях разные виды тканей.
В результате наблюдений ученые выяснили, что все три способа, использующиеся для производства текстиля, подходят и для выращивания искусственных тканей. Кроме того, способы даже боле эффективны, чем электроформирование.
«Все три альтернативных метода гораздо дешевле, чем электроформирование», говорит Элизабет Лобоа. «Небольшой образец материала, созданного этим способом, стоит от двух до пяти долларов. При создании искусственной ткани при помощи трех способов производства материала стоимость образца такого же размера составит от 30 центов до трех долларов. Эти методы эффективны и надежны. Далее мы планируем имплантировать образцы искусственной ткани животным, чтобы протестировать, как ведут себя различные виды опалубок, создаваемые при помощи трех различных методов».
|
|
