Команда, состоящая из исследователей из ETH Цюриха, Института Фридриха Мишера в Базеле и Кантональной больницы Люцерна, получила эластичный ушной хрящ из человеческих клеток в лабораторных условиях, который достиг механических свойств, сопоставимых с естественными тканями.

Инженерный хрящ сохранил свою форму и эластичность спустя шесть недель в модели крысы. Это развитие знаменует собой значительный шаг вперёд в поиске жизнеспособной альтернативы нынешним методам реконструкции, при этом пациенты с потерянными ушами или родившиеся с врождёнными заболеваниями, такими как микротия, могут получить выгоду от таких достижений.

В настоящее время стандартное лечение реконструкции уха основано на получении у пациента хряща рёбер, что является болезненным и может вызывать рубцовые повреждения и деформацию в грудной области. Реконструированное ухо также обычно жёстче, чем естественное.

Исследовательская команда поставила перед собой задачу создать лабораторно выращенную ткань, которая воспроизводит механические свойства реальной структуры уха до начала имплантации.

«Мы не имплантируем мягкие ткани в надежде, что они останутся стабильными в организме. Вместо этого мы хотим достичь этой стабильности в лаборатории», — заявил Филипп Фиш, ведущий автор исследования (опубликованного в Advanced Functional Materials) и старший научный сотрудник группы тканевой инженерии и биофабрикации в ETH Цюрихе.

Команда извлекла клетки из мелких остатков хряща, удалённых во время корректирующих операций на ухе, а также из куска ткани диаметром примерно 3 мм, изначально можно было выделить около 100 000 клеток. Это значительно меньше, чем несколько сотен миллионов, необходимых для печати полноценного уха.

Затем клетки расширялись в специализированном питательном растворе, затем встраивались в биочернила и печатали в структуры ушей с помощью 3D-принтера. Печатные конструкции затем созревали в инкубаторе в течение нескольких недель, получая непрерывное поступление питательных веществ для стимулирования образования коллагена типа II, эластина и гликозаминогликанов.

«Мы оптимизировали пролиферацию клеток, корректировали свойства материала, увеличили плотность клеток и эффективнее контролировали среду созревания», — объяснил Фиш.

«Несмотря на этот крупный успех, эластин остаётся для нас вызовом, так как мы не смогли полностью его созреть. Мы наблюдали изменения в тканях. Это ясно показывает, что нам нужно стабилизировать её ещё больше.»

Эксперименты с эластичным хрящом уха занимают примерно три-четыре месяца, и лишь небольшое количество исследовательских групп по всему миру занимается этим вопросом.

«Наше текущее исследование даёт хорошее руководство по текущему состоянию исследований», — сказал Фиш. «Это показывает, насколько мы уже близки к воссозданию человеческого уха — и того, чего ещё не хватает.»

Источник