Как известно, человеческие колени подвержены травмам и изнашиваются с возрастом, что часто приводит к необходимости хирургического вмешательства. Теперь исследователи создали новые гибридные биочернила, которые можно использовать для 3d-печати структур для замены поврежденного хряща в колене.

Мениск - это эластичный хрящ, образующий в колене С-образную подушку, предотвращающую трение костей верхней и нижней части ноги друг о друга. Он может повредиться в результате спортивных травм, может изнашиваться с возрастом - и если дела становятся совсем плохи, то может потребоваться удаление части поврежденного мениска хирургическим путем.

В рамках нового исследования по проверке концепции (Proof of concept) ученые из Института регенеративной медицины Уэйк-Форест (WFIRM) продемонстрировали новый метод 3D-биопечати, который создает как хрящ, так и поддерживающие структуры. Команда использовала интегрированную систему печати тканей и органов (ITOPS, Integrated Tissue and Organ Printing System), которая уже использовалась в прошлых исследованиях для печати сложных тканей, таких как кости, мышцы и даже уши.

На этот раз исследователи использовали несколько видов биочернил вместе, чтобы напечатать всю волокнистую хрящевую ткань слой за слоем с перекрестным чередованием. Первым был композит геллановой камеди и фибриногеновых чернил, который стимулирует восстановление собственных клеток организма. Второй вид биочернил - это метакрилат фиброина шелка, который помогает сохранять структуру прочной и гибкой.

В лабораторных испытаниях с использованием свиных клеток команда обнаружила, что клетки были способны размножаться и оставаться жизнеспособными, в то время как сама структура оставалась биомеханически здоровой. Последующие эксперименты включали имплантацию печатных структур мышам, и наблюдения в течение 10 недель после операции показали, что мыши начали восстанавливать свои собственные волокнистые хрящи, как и предполагалось.

Команда говорит, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, какие реакции организм может иметь на имплант, восстанавливает ли он функцию сустава и, конечно же, переносятся ли полученные результаты на людей.

Исследование было опубликовано в журнале Chemistry of Materials.

Источник