При нарушении целостности сосуда тромбоциты, циркулирующие в крови, мигрируют в зону повреждения и, накапливаясь, осуществляют свою основную функцию – останавливают кровотечение. Но этим их работа не ограничивается. Они вырабатывают факторы роста, которые ускоряют заживление мягких тканей – сосудов, кожи, мышц и сухожилий. Благодаря этому свойству обогащенная тромбоцитами плазма стала использоваться для лечения некоторых травм с повреждением суставов и для восстановления в послеоперационном периоде.
Исследователи из Университета Линкольна в Небраске, Массачусетского технического института и Массачусетской больницы разработали биочернила, содержащие плазму с тромбоцитами. Это состав для трехмерной печати, который может использоваться для создания имплантатов с регенеративными свойствами. Цель работы заключается в создании структур, которые после трансплантации высвобождали бы факторы роста, инициирующие процессы заживления и регенерации.
Чернила для трехмерной печати, обогащенные тромбоцитами, под микроскопом.
Здесь и далее источник: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
Новые биочернила с тромбоцитами в течение нескольких дней выделяют факторы роста. При сравнении с имплантатами, напечатанными обычными чернилами, заживляющие свойства биочернил продемонстрировали многообещающие результаты. Менее чем за день они инициировали миграцию клеток, достаточную для заживления 50% зоны повреждения, в то время как в контрольном образце заживление охватило только 5% искусственной царапины. Биочернила вдвое усиливали миграцию в зону повреждения мезенхимальных стволовых клеток, которые могут дать начало хрящам, мышцам и сухожилиям.
Поскольку своевременное заживление зависит от адекватного кровоснабжения, исследователи оценили способность биочернил ускорять регенерацию сосудов. Они обнаружили, что клетки сосудов образуются в два раза быстрее и организуются в сосудоподобные трубки, которые протяжённее и сложнее, чем при трансплантации ткани из обычных чернил.
Основной компонент биочернил – студенистое вещество альгинат, которое для испытания в экспериментах исследователи соединили с хлоридом кальция, чтобы напечатанный трехмерный образец был достаточно прочным и сохранял свою форму. В организме в зоне травмы повышается концентрация хлорида кальция, и обогащенный им имплантат после пересадки будет прочнее. Чтобы продемонстрировать этот процесс, ученые напечатали мягкую сетку из биочернил с чистым альгинатом, а затем поместили ее в раствор хлорида кальция. Сетка потеряла свою эластичность и стала прочной.
Для того чтобы снизить риск иммунной реакции отторжения, биочернила можно обогащать собственными тромбоцитами пациента. Это так называемый персонализированный подход к лечению, который в настоящее время внедряется во многих областях медицины.
Статья N. Faramarzi et al. Patient‐Specific Bioinks for 3D Bioprinting of Tissue Engineering Scaffolds опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Nebraska Today: Personalized bio-inks boost healing potential of printable body tissue.
