Специалисты разработал метод лечения поврежденной печени за счет внедрения клеточного каркаса из аэрогеля. Он поможет в восстановлении клеток органа.
Ученые из РХТУ имени Д.И. Менделеева работают над инновационным методом восстановления поврежденной ткани печени, вызванной циррозом. Метод включает удаление пораженной области органа и замену ее специальной клеточной матрицей, которая стимулирует естественное восстановление организма. Базовым компонентом этой матрицы будет аэрогель - пористый материал, получаемый из биополимеров. Каждый имплантат будет изготавливаться на 3D-принтере индивидуально для конкретного пациента. Затем он будет обработан антибиотиками для сдерживания воспалительных процессов и стволовыми клетками больного для ускорения заживления.
В Университете рассказали, что в фокусе внимания технология создания тканевых конструкций из биосовместимого материала, имитирующего определенную область печени с индивидуальной геометрией. Тестируются различные биополимеры, которые не препятствуют естественному росту собственной ткани пациента. Также рассматривается возможность использования собственной межклеточной матрицы пациента.
Исследователи уже провели эксперименты с аэрогелем на лабораторных крысах. Эксперименты показали, что аэрогель не токсичен, не вызывает отторжения и безопасен для живых существ. Однако перед внедрением в медицинскую практику понадобится несколько лет для прохождения полного цикла доклинических и клинических исследований. На начальных этапах исследований специалисты будут тестировать имплантаты размером до 2 куб. см.
Материал для печати имплантатов должен быть вязким и текучим. Ученые выбирают разные составы исходного раствора, чтобы достичь тиксотропных свойств, как у кетчупа: он текуч, когда выдавливают, но держит форму на тарелке. Так и материалы для 3D-печати обладают этими свойствами для легкой печати. После изготовления вязкость восстанавливается, и объект сохраняет форму.
В РХТУ им. Д.И. Менделеева создали свой принтер, чтобы печатать структуры для печени, и предложили способ стерилизации аэрогеля. Биополимеры слишком чувствительны к обычной стерилизации химическими веществами, радиацией или высокой температурой. Ученые предлагают использовать сверхкритический диоксид углерода - вещество, находящееся между газом и жидкостью, чтобы обеспечить стерильность. Добавление надуксусной кислоты усиливает этот эффект.
Аэрогели - уникальные материалы, называемые «твердым газом», благодаря низкой плотности и теплопроводности за счет высокой пористости и газонаполненности. Одна из сфер применения - создание кровоостанавливающих материалов - аппликаторов и повязок. Основу аэрогелей составляет биополимер хитозан. Аэрогели могут быть использованы для фрагментарной реконструкции органов, в том числе печени, благодаря их пористой структуре, которая поддерживает различные типы клеток.
Перспективная технология создания искусственных органов, включая печень, еще не готова для клинического внедрения, но уже показывает свою перспективность. Эксперты утверждают, что это направление биомедицины позволит сократить риски и время ожидания трансплантации органов, ускорив восстановление пациентов.
Фото: julien Tromeur / Unsplash.com
