Lihased pihustuskanistrist

Samm edasi kunstliku südame juurde?

Looduse jäljendamine: keerutatud plastist raamistikul kasvab lihaskiudude võrk. © Lukas Weidenbacher
ettelugemist

Teel kunstliku südame juurde: teadlased on rakud kolmemõõtmelises plastraamistikus kasvatanud toimivateks lihaskiududeks - kasutades spetsiaalset pihustusprotsessi. Tema pihustatud lihased võiksid olla kunstlike südamete "võlumütsiks" ja aidata ära hoida hülgamist. Eesmärk on aretada südamehaigustega patsientide jaoks isiklik elund, mis jääb teadlaste sõnul keha kaitsevõimele nähtamatuks.

Miljonid inimesed kogu maailmas elavad südamepuudulikkusega ja ootavad elupäästvat siirdamist. Kuid kuni sobiva doonorsüdame leidmiseni võib see võtta kaua aega - mõne patsiendi jaoks liiga kaua. Kunstlikud südamepumbad võivad ületada ooteaja kuni siirdamiseni. Kuid inimese immuunsüsteem tunneb need pumbad ära ja kaitseb ennast.

Elegantne alternatiiv oleks tehisorgan, mis ei käivita kehas pärast implanteerimist hülgamisreaktsioone. Lukas Weidenbacher St. Galleni föderaalsest materjalide katsetamise ja uurimise instituudist (Empa) ja tema kolleegid töötavad praegu sellise lahenduse kallal. Nad tahavad luua kunstliku südame, mis toimib sarnaselt loodusest pärit mudeliga ja - nagu nähtamatuse kattekiht - ümbritsetud ja vooderdatud inimrakkudega. Sel viisil tuleks tagada, et keha aktsepteerib tehissüdant.

Nähtamatuse kattekiht inimrakkudest

Bio-Tarnkappe olulist rolli mängivad mitmekihilised lihaskiud, kuna need esinevad looduslikus südames. Sest need tagavad pidevalt peksva organi vajaliku stabiilsuse ja paindlikkuse. Selliste lihaskiudude kasvatamiseks rakkudest tuleb need kõigepealt paigutada ruumilisse raamistikku, milles nad saaksid kasvada.

"Kuigi teoreetiliselt on võimalik toota kolmemõõtmelisi plaststruktuure, mis on väga sarnased inimkoega - näiteks elektropulgamisega, " ütleb Weidenbacher. Siin kedratakse vedelaid polümeere gossameeridena loodusliku koe kujul. Selle meetodi jaoks vajalikud kahjulikud lahustid on tundlikele rakkudele siiski mürgised. kuva

Kaitstud želatiinist kestasse pakitud pihustatakse eelkäijarakud plastikraamile. Lukas Weidenbacher / Empa

Kaitstud ja pihustatud

Kuid Weidenbacheri ümbritsev meeskond on sellele probleemile lahenduse leidnud: teadlased pakkisid väärisrakud lihtsalt kaitsekapslitesse. Nende katses sisaldas üks želatiinkest hiirtest ühte kuni kahte ebaküpset eellaslihase rakku, kaitstes niiviisi lahustite eest.

Lõpuks võimaldas spetsiaalne pihustusprotsess kapslid sisestada keerutatud karkassi pooridesse. "Pihustamine on kaitstud rakkude jaoks suurepärane, " ütleb Weidenbacher. Kui rakud on märklauakohas asunud, lahustatakse želatiinne želatiinkapsel mõne minuti jooksul.

Toimivad lihaskiud

Ilmselt rõõmustas see oma plastikust pesas olevaid rakke, nagu näitasid edasised vaatlused. Nii hakkasid eellasrakud peagi sulanduma ja arenema korrapärasteks lihaskiududeks. Nad tootid valke, mida leidub tavaliselt looduslikus lihaskoes.

Oma protseduuriga on teadlased jõudnud ühe sammu lähemale kunstliku südame unistusele. Tulevikus täidetakse tema tehis süda rakkudega, mis pärinevad patsiendilt endalt. "Sel moel saaks mõjutatud inimeste jaoks aretada inimese südame, mis jääb keha kaitsevõime jaoks nähtamatuks, " lõpetab meeskond avalduses. (Acta Biomaterialia, 2017; doi: 10.1016 / j.actbio.2017.10.012)

(Empa - Šveitsi föderaalsed materjaliteaduse ja tehnoloogia laboratooriumid, 08.11.2017 - DAL)