Лазерный мир

Новый подход к регенерации органов, не имеющий аналогов по цене и эффективности, разработали ученые Национального исследовательского университета «МИЭТ». Созданный ими материал, как объяснили авторы, позволит восстановить ткани сердца после инфаркта всего за два-четыре месяца. Данные опубликованы в журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.

Специалистам МИЭТ впервые в мире, по их словам, удалось найти способ химического связывания углеродных нанотрубок с молекулами самого распространенного белка крови — альбумина. Открытый ими физический механизм позволил разработать новый метод лазерной 3D-печати нанокомпозитов.

«Под действием лазера между альбумином и углеродными нанотрубками возникает сильная ковалентная связь, что позволяет печатать конструкции заданной формы. Живые клетки — например, соединительной ткани, или миокарда — легко приживаются на таких каркасах (скэффолдах), благодаря чему возможно эффективное восстановление поврежденных тканей организма», — рассказал начальник лаборатории биомедицинских нанотехнологий Института биомедицинских систем НИУ МИЭТ Александр Герасименко.

Схема формирования нанокомпозитных конструкций методом лазерной печати и изображение монослоя клеток соединительной биоткани на нанокомпозитной конструкции
© Фото : Институт БМС НИУ МИЭТ, Александр Герасименко

Как объяснили ученые, созданные ими сердечные имплантаты в три-четыре раза дешевле российских и в шесть-восемь раз дешевле зарубежных аналогов, превосходя и те и другие по ряду параметров. Кроме скэффолдов, применяемых в тканевой инженерии, технология также подходит для производства биосенсоров, микрофлюидных систем и даже передовых препаратов против рака.

«Мы способны напечатать материал, близкий по характеристикам к сердечной ткани: он может сокращаться вместе с миокардом и обладает электропроводностью, пропуская биотоки сердца. Также наш метод позволяет регулировать пористость конструкций, обеспечивая проникновение как живых клеток, так и прорастание капилляров и нервных окончаний», — объяснил Александр Герасименко.

Перед имплантацией напечатанный скэффолд заселяется живыми клетками и некоторое время «созревает». Как отметили специалисты НИУ МИЭТ, ряд успешных экспериментов показал, что для этого можно использовать и стволовые клетки, способные превращаться в клетки той ткани, в которую они пересажены.

Ученые уверены, что их метод позволит эффективно бороться с такими патологиями, как врожденные пороки сердца и инфаркт миокарда, аневризма, атеросклероз и кардиосклероз. По их словам, нанокомпозитная «заплатка» на инфаркт миокарда уже через два-четыре месяца полностью восстанавливает пораженный участок, а каркас при этом рассасывается.

Ученые отметили, что технология реализована в тесном сотрудничестве с ведущими российскими научно-техническими центрами. В дальнейшем коллектив намерен перейти к внедрению метода в клиническую практику, а также адаптировать технологию для создания покрытий различных имплантируемых систем.

Источник: https://ria.ru/20200428/1570633308.html