В журнале Advanced Science вышла статья команды ученых и студентов из Вашингтонского университета. Исследователи описали новое 3D-печатное устройство для создания моделей человеческих тканей. Его назвали STOMP (Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning). Разработка помогает создавать сложные ткани с точным контролем расположения разных типов клеток и структуры.
Современные методы тканевой инженерии используют гели, в которых клетки подвешены между двумя столбиками. Это помогает им вести себя естественно, как внутри организма. Но такой подход не всегда позволяет одновременно изучать несколько типов тканей в одной модели, а значит, сложно моделировать сложные болезни, например, нервно-мышечные расстройства.
STOMP решает эту проблему. Оно работает за счет капиллярного действия — жидкости, поднимающейся или движущейся по узким каналам. Это позволяет размещать разные клетки в нужном порядке и создавать ткани с отдельными зонами, например, где кость плавно переходит в связку или здоровая сердечная ткань соседствует с поврежденной.
В разработке участвовали специалисты из разных областей. Руководили проектом профессор химии Эшли Теберж и профессор машиностроения Нейт Снядецки. Также в работе участвовали студенты и преподаватели химии, биологии и медицинских наук. Такое сотрудничество помогло создать универсальный инструмент для исследований.
Особенность STOMP — гидрогель с разлагаемыми стенками. После формирования ткани эти стенки можно убрать, не повреждая ткань. Это позволяет ученым лучше изучать поведение клеток и их взаимодействие в трехмерной среде.
Устройство размером с кончик пальца крепится к системе с двумя столбиками, в которой выращивают ткани. В экспериментах ученые создали модели сердечной ткани и связки между зубом и костью. Они смогли сравнить работу здоровой и больной ткани, а также показать, как отдельные участки взаимодействуют друг с другом.
В обычных гелях клетки сами сжимаются, что меняет форму ткани и усложняет эксперименты. В STOMP клетки защищены от таких деформаций, что расширяет возможности и делает платформу более гибкой.
Теберж отмечает, что новая технология открывает большие перспективы для тканевой инженерии и изучения клеточных сигналов. Теперь ученые смогут создавать более точные модели для изучения заболеваний и разработки новых методов лечения.
Такой прорыв в создании сложных моделей тканей открывает новые горизонты для исследований в медицине. А если говорить о восстановлении уже поврежденных клеток, недавно ученые нашли способ заставить нейроны расти заново, управляя их внутренними процессами — об этом вы можете прочитать в этой статье.