Hodowanie tkanek biosyntetycznych
Stosowane obecnie w leczeniu hodowlane tkanki biosyntetyczne to tkanki beznaczyniowe, takie jak chrząstka lub dwuwarstwowy płat skórny. Unijni naukowcy wyhodowali sztuczną tkankę miękką przeznaczoną do leczenia oparzeń i ran oraz do stosowania jako produkt zastępczy w badaniach nad zwierzętami.Opracowanie biofunkcjonalnej tkanki naśladującej skórę wymaga odpowiedniego unaczynienia zapewniającego właściwe odżywienie i utlenienie komórek. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ARTIVASC 3D (Artificial vascularized scaffolds for 3D-tissue-regeneration) wyhodowano w pełni unaczynioną tkankę zbudowaną z warstwy tłuszczu, skóry właściwej i naskórka.
Do budowy rusztowania i naczyń krwionośnych wykorzystano najnowocześniejsze technologie, takie jak drukowanie w skali mikro, polimeryzacja wielofotonowa w skali nano czy elektroprzędzenie. Wraz z badaniami nad biochemiczną modyfikacją powierzchni i hodowlą komórek złożonych umożliwia to rozwój odpowiednich prototypów przy udziale zautomatyzowanej i ustandaryzowanej technologii produkcyjnej.
W początkowej fazie projektu opracowano specyfikację rusztowania naczyniowego i zdefiniowano rodzaj materiału, bioreaktor i budowę rusztowania. Po przebadaniu ponad 40 materiałów o różnym składzie wyłoniono grupę materiałów o pożądanej biokompatybilności, elastyczności i lepkości. Naukowcy z powodzeniem zakończyli badania cytokompatybilności 18 różnych materiałów, przy czym przynajmniej jeden materiał z każdej grupy przeszedł pomyślnie testy cytotoksyczności.
Uczestnicy projektu stworzyli stanowisko do badań dyfuzji celem wykonania optymalnego modelu rusztowań z hydrożelu. Do zaprojektowania i optymalizacji sztucznego układu naczyniowego w 3D wykorzystano metody obliczeniowej mechaniki płynów i projektowania wspomaganego komputerowo.
Równocześnie partnerzy projektu opracowali technikę „odwrotnego elektroprzędzenia”, która umożliwia wytwarzanie grubszych siatek w krótszym czasie. Materiał hydrożelowy wytworzony metodą elektroprzędzenia wykazywał dobre właściwości adhezyjne i był łatwy w obróbce podczas testów.
Badania na modelach mysich wykazały, że do sztucznego rusztowania mogą zostać wprowadzone komórki naczyniowe i tłuszczowe. Z powodzeniem wytworzono preadipocytowe, trójwymiarowe sferoidy komórkowe oraz opracowano metody zwiększania biofunkcjonalności.
Partnerzy udowodnili również, że sztuczna tkanka trójwarstwowa posiada charakterystykę podobną do naturalnej tkanki. W trakcie doświadczeń przeprowadzonych w końcowej fazie projektu udało się stworzyć rozgałęzione struktury naczyniowe w tkance tłuszczowej utrzymujące otaczające je komórki przy życiu przez kilka dni.
Wyniki uzyskane w trakcie projektu zbliżają bioinżynierów do stworzenia w pełni unaczynionych i biofunkcjonalnych sztucznych rusztowań naśladujących prawdziwą skórę. Jest to niezwykle ważne dla sektora biomedycznego i farmaceutycznego oraz zapewnia zgodność z dyrektywami UE dotyczącymi zmniejszenia skali lub całkowitego zastąpienia badań na zwierzętach alternatywnymi metodami.
Źródło: www.cordis.europa.eu
Do budowy rusztowania i naczyń krwionośnych wykorzystano najnowocześniejsze technologie, takie jak drukowanie w skali mikro, polimeryzacja wielofotonowa w skali nano czy elektroprzędzenie. Wraz z badaniami nad biochemiczną modyfikacją powierzchni i hodowlą komórek złożonych umożliwia to rozwój odpowiednich prototypów przy udziale zautomatyzowanej i ustandaryzowanej technologii produkcyjnej.
W początkowej fazie projektu opracowano specyfikację rusztowania naczyniowego i zdefiniowano rodzaj materiału, bioreaktor i budowę rusztowania. Po przebadaniu ponad 40 materiałów o różnym składzie wyłoniono grupę materiałów o pożądanej biokompatybilności, elastyczności i lepkości. Naukowcy z powodzeniem zakończyli badania cytokompatybilności 18 różnych materiałów, przy czym przynajmniej jeden materiał z każdej grupy przeszedł pomyślnie testy cytotoksyczności.
Uczestnicy projektu stworzyli stanowisko do badań dyfuzji celem wykonania optymalnego modelu rusztowań z hydrożelu. Do zaprojektowania i optymalizacji sztucznego układu naczyniowego w 3D wykorzystano metody obliczeniowej mechaniki płynów i projektowania wspomaganego komputerowo.
Równocześnie partnerzy projektu opracowali technikę „odwrotnego elektroprzędzenia”, która umożliwia wytwarzanie grubszych siatek w krótszym czasie. Materiał hydrożelowy wytworzony metodą elektroprzędzenia wykazywał dobre właściwości adhezyjne i był łatwy w obróbce podczas testów.
Badania na modelach mysich wykazały, że do sztucznego rusztowania mogą zostać wprowadzone komórki naczyniowe i tłuszczowe. Z powodzeniem wytworzono preadipocytowe, trójwymiarowe sferoidy komórkowe oraz opracowano metody zwiększania biofunkcjonalności.
Partnerzy udowodnili również, że sztuczna tkanka trójwarstwowa posiada charakterystykę podobną do naturalnej tkanki. W trakcie doświadczeń przeprowadzonych w końcowej fazie projektu udało się stworzyć rozgałęzione struktury naczyniowe w tkance tłuszczowej utrzymujące otaczające je komórki przy życiu przez kilka dni.
Wyniki uzyskane w trakcie projektu zbliżają bioinżynierów do stworzenia w pełni unaczynionych i biofunkcjonalnych sztucznych rusztowań naśladujących prawdziwą skórę. Jest to niezwykle ważne dla sektora biomedycznego i farmaceutycznego oraz zapewnia zgodność z dyrektywami UE dotyczącymi zmniejszenia skali lub całkowitego zastąpienia badań na zwierzętach alternatywnymi metodami.
Źródło: www.cordis.europa.eu
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje