наталия комольцеваsova-sp |
разработки которые могут привести к выращиванию органов...
Процесс создания тканевой скульптуры начинается с получения
необходимых клеток или ткани. Для этого есть два источника:
клеточные линии и первичная ткань. Клеточные линии - это либо
злокачественные клетки, либо клетки, которые подверглись
воздействию вирусов, вызывающих их необоснованный рост в данной
культуре. Клеточные линии можно заказать в банках клеток и тканей
практически в любой точке земного шара.
На сегодняшний день мы уже вырастили таким образом эпителиальную
(кожную) ткань кролика, крысы и мыши, соединительную ткань мыши,
крысы и свиньи, мышечную ткань крысы, овцы и серебряного карася,
костную и хрящевидную ткани свиньи, крысы и овцы, мезенхиму
(стволовые клетки костного мозга) свиньи и нейроны серебряного
карася. Кроме того, мы работали с клеточными линиями, взятыми у
человека, мыши и крысы.
Биологически совместимыми субстратами, из которых строился
трехмерный каркас, были: стекло, гидрогели (P(HEMA), коллаген),
биорасщепляемые/биоабсорбируемые полимеры (полиглюконовая кислота
(PGA), PLGA, P4HB) и кетгут. Сейчас мы пытаемся вырастить ткань
на эндоскелетах кораллов и каракатицы. Мы использовали различные
питательные среды (соответственно типу клеток) и
экспериментировали с концентрацией сыворотки, антибиотиков и
факторов роста. Каркасы изготавливали вручную, выдували,
отливали, получали методом трехмерной печати CAD-файлов (с
использованием скоростной прототипии CAD/CAM [4], фрезерных
станков (управляемых компьютером) и стереолитографии).
Соответственно, каркас у нас принимал самые разные формы - от
технологических артефактов (шестеренок, хирургических
инструментов, орудий труда каменного века) до культурных
артефактов, изделий стеклянного литья и частей тела
мифологических существ (так у свиньи появились крылья).
Объекты, получавшиеся в итоге, обеспечивались всем необходимым
для жизни и роста в биореакторах - устройствах, предназначенных
для выращивания и поддержания жизни клеток и тканей вне их
естественной среды. В них эмулируются условия, характерные для
того тела, из которого взяты эти клетки и ткани. Основными
функциями биореактора являются: снабжение питательными веществами
и другими биологическими агентами, удаление отходов
жизнедеятельности, непрерывное поддержание гомеостаза (включая
температуру, уровень Ph, концентрацию растворенного газа) и в
довершение всего - обеспечение стерильных условий (защита
содержимого от воздействия микробов).
В тканевом инженеринге биореакторы также применяются для того,
чтобы: лучше присоединить клетки к каркасу/субстрату, поддержать
процесс трехмерного формирования ткани (например, обеспечивая
условия микрогравитации), контролировать поступление
биологических агентов (таких как факторы роста и ингибиторы),
создать необходимое давление на определенные виды ткани. При этом
важно, что оператор может в любой момент изменить заданные
установки
Проблема, с которой столкнулись тканевые инженеры, работающие над
производством сложных органов для трансплантации. Чтобы соорудить
каркас или лекало - шаблон для капиллярной системы - в
лаборатории применяют техники, позаимствованные из производства
биологических микрочипов, и трехмерную печать высокого
разрешения. Получив искусственную капиллярную систему, можно было
бы. Кроме того, искусственная кровеносная система облегчила бы
создание живого щита для наших скульптур - кожи, которая укрыла
бы их от вредных воздействий извне. Клетки скелетной мускулатуры
- иногда в них видят источник мышечных клеток - мы изолируем,
культивируем и разводим до количества, необходимого для
присоединения к каркасу. Затем в силу определенных изменений в
среде, где растут эти клетки, и процесса дифференцировки они
преобразуются в мышечные волокна, которые начинают произвольным
образом сокращаться. До этой стадии мы благополучно дошли - и
теперь думаем, как бы гармонизировать их сокращения
электрическими импульсами. Но здесь, опять же, все упирается в
капиллярную систему: чтобы добиться различимого глазом движения,
необходимо удовлетворять постоянный энергетический аппетит
кислородом и питательными веществами.
Комментарии (0)