В Университете МИСИС представили биоэквиваленты мышечной ткани. В перспективе разработка может применяться для регенерации мышц после тяжелых травм и использоваться для тестирования препаратов.
В НИТУ МИСИС продемонстрировали биоэквивалент скелетной мышечной ткани, который потенциально способен восстанавливать поврежденные мышцы после серьезных травм и служить моделью для испытаний лекарственных средств.
При значительных травмах, превышающих 20% исходной массы мышцы, ее способность к самостоятельному восстановлению утрачивается. Сегодня стандартным методом лечения является аутотрансплантация — использование собственных здоровых тканей пациента. Этот метод имеет недостатки: ограниченность донорских участков, риск осложнений и снижение функций в зоне забора материала. Поэтому перспективной альтернативой становится внедрение искусственно культивированного биоэквивалента мышечной ткани.
«Чтобы в будущем создавать индивидуальные мышечные имплантаты для пациентов с тяжелыми травмами, требуются еще годы исследований. Но первые лабораторные результаты уже открывают хорошую перспективу. Полученные нами биомиметические материалы, в объеме которых распределены не одиночные клетки, а трехмерные клеточные структуры — сфероиды, могут стать хорошим фундаментом для направленного роста миобластов и формирования миотрубок», — комментирует д.б.н., к.х.н. Елизавета Кудан, заведующая лабораторией тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.
Подбор полимера для изготовления тканеинженерных конструкций путем электроформования представляет собой сложную задачу. Выбранные материалы должны обладать сразу несколькими важными свойствами: биосовместимостью, биодеградируемостью и электропроводностью. Для интеграции сфероидов внутрь структуры требуется применение водорастворимого полимера. Конструкция должна оставаться стабильной и целостной в условиях клеточного культивирования, обеспечивая последующее формирование полноценной ткани.
Оптимальная концентрация клеток для образования сфероидов определяется несколькими аспектами. Высокая концентрация ускоряет достижение плотной структуры ткани, но увеличение размера сфероида с плотным расположением клеток вызывает дефицит кислорода в центральной части. Кроме того, чрезмерно большое количество клеток увеличивает массу сфероида. Это приводит к быстрому осаждению в шприце с полимером-носителем в ходе электроформования, что нарушает равномерность распределения биоматериалов в трехмерной матрице.
Создание биомиметических тканей открывает перспективы для высокоэффективного и индивидуального тестирования фармацевтических препаратов. Это сократит потребность в экспериментах над животными, ускорит вывод новых медикаментов на клинический рынок и повысит эффективность терапии для каждого конкретного пациента.