Нервные клетки подружили напечатанные мышцы с организмом

Американские медики смогли ускорить интеграцию напечатанных мышц в живое тело, снабдив их при создании нервными клетками. До этого исследователи пробовали использовать 3D-печать для заживления крупных мышечных ран, имплантируя в них искусственную ткань, но она плохо приживалась. В перспективе новый метод позволит полностью восстановить работоспособность даже тех мышц, которые потеряли более четверти объема в результате травм и болезней. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

3D-печать живой ткани уже несколько лет как освоена и на нее возлагают большие надежды в медицине. Дело в том, что донорские органы от другого человека требуют приема иммуносупрессоров, могут не прижиться и, главное, остаются крайне дефицитным материалом. При 3D-печати органы создаются из искусственно разводимой клеточной культуры, с самого начала биологически совместимы с пациентом и их можно производить в любом количестве.

Группа ученых из университета Уэйк-Форест во главе с доктором Джи Хён Ким (Ji Hyun Kim) изучила возможности пересадки напечатанной мышечной ткани в живой организм. Дело в том, что если в результате механических травм, ожогов или обморожений мышца потеряла более 20 процентов объема, она практически не может самостоятельно регенерировать и восстановить полную функциональность. Ранее исследователям удавалось пересадить в такую мышцу искусственно выращенную ткань, и она приживалась, но проблема была в том, что нервная система очень долго интегрировала новые волокна. В результате они успевали атрофироваться и деградировать быстрее, чем организм мог начать ими управлять.

Для ускорения этой интеграции медики решили попробовать внедрять нервные клетки сразу при печати. Задача осложнялась тем, что обилие посторонних клеток мешает мышечным формировать волокна, без которых мышцы не смогли бы сокращаться. Путем экспериментов было выяснено, что идеальный баланс между зародышами мышечных клеток и нервных составляет примерно 300 к одному. И те, и другие высаживались печатающий головкой на полимер, который после пересадки в организм рассасывается.

Затем нескольким лабораторным крысам хирургически удалили 40 процентов мышцы бедра, и сформировали из животных четыре контрольных группы — неповрежденные (но обездвиженные для атрофии), без пересадки ткани, с пересадкой чистых мышечных волокон и мышечно-нервного композита. В результате оказалось, что включение нервных клеток в состав ткани действительно значительно ускоряет принятие ее организмом. Но главное, только при использовании этого метода удалось добиться полного восстановления функциональности — через восемь недель после операции сила сокращения была практически равна таковой у мышц, которые этот срок просто бездействовали.

За последние годы при помощи трехмерной печати удалось создать миниатюрное сердце, а артерии смогли напечатать при помощи обычного 3D-принтера.

Василий Зайцев

Источник: m.vk.com

Комментарии: