Перевести на Переведено сервисом «Яндекс.Перевод»

Тканевая инженерия

База данных
Применение биоматериалов в тканевой инженерии, доставка лекарств и генов

Основные научные достижения группы профессора Окано связаны с модификацией термочувствительного полимера (поли(N-изопропилакриламида) как поверхности для культивирования тканей. В обычных условиях культивирования (37°С) эти поверхности гидрофобны, клетки адсорбируются и пролиферируют. При снижении температуры до 20°С полимер становится гидрофильным, что позволяет собрать все культивируемые клетки как интактные листы. Клетки в этих листах сохраняют в неизменном виде цитоскелет и межклеточные контакты. Это позволяет пересаживать их на другие поверхности и использовать для биоинженерных манипуляций. Этот метод уже сейчас успешно применяется в клинике для реконструкции поверхности глаза и позволяет решить проблемы дефицита донорской ткани и отторжения после чужеродной трансплантации. В регенеративной медицине болезней роговицы достаточно взять у пациента бипсию (2 кв.мм) эктороговичных стволовых клеток из здорового глаза, чтобы создать клеточный лист для имплантации. Кроме того, ученые разработали для случаев двухстороннего поражения роговицы технологию, при которой используется трансплантант из эпителиального клеточного листа слизистой оболочки рта пациентов, что также исключает необходимость иммуносупрессии. Кроме двухмерных клеточных листов, были созданы трехмерные структуры для использования в реконстструкции сердечной ткани. Наслоенные один на другой листы кадиомиоцитов проявляли синхронную спонтанную пульсацию, свидетельствующую об установлении морфологической связи между листами клеток. На основе этого свойства Теруо Окано предложил для регенерации тканей и органов технологию «клеточного листа», которая полностью исключает применение каких-либо матриксов, используя только аутологичные клетки без посторонних компонентов. Технология листов из сердечных клеток может быть полезной при создании модели сердца и восстановления сердечно-сосудистых тканей.

Разработка биореакторов для регуляции дифференцировки клеток на специальных матриксах

При сравнении биореакторов (систем для динамического культивирования клеток) разных типов — перфузионного и вращающегося (ротационного) — Сара Мантеро с коллегами показали преимущества ротационных конструкций. В модельных экспериментах по культивированию гладко-мышечных клеток аорты была подтверждена адекватность тубулярных вращающихся устройств для генерации ткани кровеносных сосудов. Под руководством Сары Мантеро был разработан двухкамерный ротационный биореактор, обладающий существенными преимуществами перед другими известными сложными биореакторными системами. Основными требованиями при создании этого биореактора были: способность проводить рост двух различных типов клеток до их созревания во всем объеме и поддерживать биомеханические и биологические свойства этих клеток. Выделенные аутологичные клетки дыхательного эпителия и мезенхимные стволовые клетки (дифференцирующиеся в хондроциты) были высеяны на соответствующие поверхности каркаса и культивировались на децеллюляризованном каркасе в биореакторе. Этот реактор был использован при создании биоинженерной трахеи для первой в мире клинической трансплантации, осуществленной в 2008 году в Барселонской клинике.