Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Unpaywall

Трехмерная «заплатка» для сердца

Группа исследователей, работающая под руководством специалистов из университета Миннесоты, с помощью метода трехмерной биопечати создала революционную трехмерную заплатку, способствующую восстановлению поврежденной ткани сердца после инфаркта миокарда.

Согласно статистическим данным, заболевания сердца, в том числе инфаркт миокарда, являются основной причиной смертности во всем мире. При инфаркте миокарда клетки сердечной мускулатуры погибают из-за нарушения кровотока. Организм человека не способен замещать погибшие кардиомиоциты, поэтому на месте повреждения формируется не способная к сокращению рубцовая ткань, что автоматически помещает пациента в группу повышенного риска по нарушению сердечной функции и развитию сердечной недостаточности.

Авторы разработали биоинженерную «заплатку» для восстановления таких повреждений. Для этого они использовали метод трехмерной биопечати для инкорпорирования человеческих клеток в каркас из желатин-метакрилатового геля. Для формирования полноценной мышечной ткани каркас населяли смесью клеток (кардиомиоцитов, гладкомышечных и эндотелиальных клеток в соотношении 2:1:1), полученных из человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК).

heart_patch.jpg
Созданная с помощью 3D-печати «заплатка» на фоне мышиного сердца

Уже в течение первых суток после заселения каркаса эти клетки начинали формировать кальциевые потенциалы и синхронно сокращаться. При этом частота смены фаз сокращения и расслабления, а также пиковая амплитуда кальциевого потенциала значительно увеличивались в течение последующих 7 дней.

При имплантации засеянной клетками «заплатки» в зону повреждения сердца мышиной модели инфаркта миокарда исследователи наблюдали значительное повышение функциональной способности сердца уже в течение четырех недель после имплантации. Помимо улучшения сердечной функции у животных экспериментальной группы, по сравнению с животными группы контроля, наблюдалось улучшение таких показателей, как размер зоны инфаркта, уровень апоптоза клеток, плотность сосудистой сети, количество артериол и скорость пролиферации клеток. При этом биосовместимость каркаса обеспечила его полное растворение в организме.

Авторы отмечают, что принципиальное отличие их разработки от более ранних заключается в том, что созданный ими каркас является трехмерной структурной копией ткани сердца, трафарет для создания которой был получен путем цифрового трехмерного сканирования образца ткани. В настоящее время они работают над созданием более крупной «заплатки», которая будет протестирована на свином сердце, размер которого сопоставим с размером сердца человека.

Статья Ling Gao et al. Myocardial Tissue Engineering With Cells Derived From Human-Induced Pluripotent Stem Cells and a Native-Like, High-Resolution, 3-Dimensionally Printed Scaffold опубликована в журнале Circulation Research.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Minnesota: 3D-printed patch can help mend a broken heart

19.04.2017


Читать статьи по темам:

тканевая инженерия сердце репрограммирование клеток Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Сердце в шпинате

В серии экспериментов ученые вырастили пригодные к трансплантации кардиомиоциты человека в целлюлозных капиллярах листьев шпината, очищенных от растительных тканей.

читать

Сердце в паутине

Подложка из генно-инженерных волокон белка спидроина, из которого состоят паучьи нити, оказалась лучшей основой для выращивания из клеток для тканей сердца, пишут ученые из МФТИ в статье, опубликованной в журнале PLOS ONE.

читать

Сердечный клапан из стволовых клеток

Американские исследователи предложили новый подход к изготовлению искусственных сердечных клапанов, основанный на использовании индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

читать

Новый гидрогель для починки миокарда

Гидрогель на основе тропоэластина по эластичности и устойчивости к нагрузкам отвечает всем требованиям для использования в регенерации миокарда. Выращенные на нем «заплатки» способны сокращаться не только в лабораторных условиях, но и в сердце подопытного животного.

читать

Трехмерная сердечная мышца на двумерном чипе

Благодаря уникальному нанорельефу поверхности новый чип позволяет выращивать сердечную мышечную ткань, практически не отличающуюся от натуральной.

читать