Как сообщает пресс-служба СО РАН, подобная технология применима и для создания искусственной хрящевой ткани и стимулирования роста необходимых клеток.
По словам заведующего лабораторией молекулярной медицины ИХБФМ СО РАН кандидата биологических наук Павла Лактионова метод электроспиннинга известен уже давно: во времена Второй мировой войны таким способом изготавливали фильтры и детали респираторов. Технология позволяет получать волокно диаметром от 10 нанометров до нескольких микрон из раствора полимеров.
Таким образом, в исходный материал можно ввести любой элемент, растворить два полимера или лекарство. Поэтому метод решили использовать для медицинских целей. Кроме того, есть возможность изготавливать волокна с разными свойствами. Например, можно взять биодеградируемый материал, и подобная конструкция со временем растворится в организме.
Продукт получается так: из филлера выдавливается раствор, который затем попадает в электрическое поле, где из него и вытягивается нить. Она ложится на второй электрод, который можно заставить вращаться, и тогда нить на него напылится, и получится трубка — фактически готовый протез сосуда.
Новосибирские ученые занимаются этим более полутора лет. Они научились делать собственно протезы, решили проблему с пористостью: умеют создавать непористые слои внутри и таким образом регулировать клеточную миграцию по стенке протеза. Доступно изготовление искусственных сосудов с необходимыми механическими свойствами и ввод элементов жесткости в эту конструкцию. Экспериментальная база находится в НИИ патологии кровообращения им. Е.Н. Мешалкина.
Клинические испытания протезов пока не проводятся. Искусственные сосуды вшиваются крысам. Сейчас прооперировано уже 35 животных, им заменяется брюшная аорта, её внутренний диаметр всего 1,7 мм, а стенка —порядка 150 микрон. При операции вставляется протез длинной примерно 1 см. Через некоторое время он удаляется, крыса проводит с искусственным сосудом около 3 месяцев, что, учитывая продолжительность её жизни, достаточно длительный срок.
Для исправления проблем с хрящевой тканью технология электроспиннинга применяется совместно с фотополимеризацией. Как пояснил Павел Лактионов, «гиалиновый хрящ (хрящ суставных поверхностей) очень плохо регенерирует: обычно хрящевая ткань заменяется фиброзной, которая плохо выполняет функции в суставе. Это связано со структурой и составом тех клеток, которые должны восстанавливаться. Для решения этой задачи мы предложили использовать гибридный материал: он состоит частично из листов, сделанных методом электроспиннинга: в их исходных материал вводятся компоненты, заставляющие клетки восстанавливаться. Эти листы скрепляются фотополимером и заливаются специальным биогелем, сделанным из тех же белков и полисахаридов, входящих в состав хряща. Затем эта структура полимеризуется и получается «заплатка».
В настоящее время исследователи заменяют коленный сустав кролика. По словам ученого, использование двух материалов связано с необходимостью в том, чтобы сустав начал выполнять свою работу сразу, ведь клетки хрящевой ткани за минуту не восстановятся, это займет несколько месяцев. «Есть надежда, что материал, который мы изготавливаем, сразу будет выполнять нагрузочную функцию», — отметил Павел Лактионов.
Фото: COPAH.info
