Научный проект под руководством научной сотрудницы Сеченовского университета Полины Бикмулиной поможет врачам и биоинженерам при подборе материала для 3D-печати: они будут более точно понимать, какая ткань лучше подходит для замены кровеносного сосуда или кожи, а какая — для построения кости или хряща.

Биомедицинский 3D-принтер BioDrop

Авторы исследования ставили перед собой задачу напечатать конструкт — тканевый эквивалент, который используется для трансплантации — из разных типов человеческих клеток. Затем нужно было отследить, как эти клетки влияют на выживаемость и свойства уже готовых конструктов. Для этого ученые изучили разницу в поведении клеток и их способность к регенерации, сообщает пресс-служба Сеченовского университета.

Для исследований взяли два типа человеческих мезенхимных стромальных клеток (МСК) — жировой ткани и слизистой оболочки десны. Такие клетки считаются одними из самых доступных для клеточной терапии, так как их забор у человека не нарушает этические нормы и не вредит пациенту. Из клеток сформировали сфероиды — клеточные агрегаты в виде шариков, которые используют в качестве строительных блоков для печати на 3D-принтере. Сфероиды культивировали, напечатали из них конструкты и оценили результаты по ряду критических и физиологических параметров.

Ученые сравнили метаболическую активность клеток, темпы деления и то, насколько хорошо они дифференцируются, то есть превращаются из стволовых клеток в хрящевые или костные. Как выяснилось, конструкт из МСК десны сильно отличался от МСК из жировой ткани: различались динамика разрастания, морфология клеток и их внешний вид. Клетки в составе конструкта из сфероидов МСК десны получились более вытянутыми, что делает их перспективными для создания кровеносных сосудов, а клетки в конструкте из сфероида МСК жира получились более распластанными и похожими на ткань, поэтому такой вариант больше подойдет как материал для кожи.

«У каждого типа клеток есть небольшие особенности, которые можно учитывать на этапе выбора материала, когда будет стоять задача сделать эквивалент кости, сосуда или хряща. Клетки, выделенные из пуповины, лучше дифференцируются в кость и при этом они быстрее делятся, а клетки десны гораздо лучше дифференцируются в хрящ. Когда разрабатывается дизайн эксперимента, выбор типа клеток очень важен и может влиять на конечный продукт», — пояснила Полина Бикмулина.

Проект «Биофабрикация функциональных трехмерных конструктов с помощью биопечати сфероидами» осуществляется по федеральной программе «Приоритет 2030» национального проекта «Наука и университеты» и вошел в топ-4 номинации «Персонализированная медицина, высокотехнологичное здравоохранение и технологии здоровьесбережения» всероссийского молодежного конкурса «В центре науки» Министерства науки и высшего образования РФ.

Источник