3D-печатные гидрогели направляют рост клеток для формирования функциональных тканевых структур

Исследователи из Института биомедицинских инноваций Терасаки (TIBI) разработали технику, которая может помочь продвинуть методы лечения в тканевой инженерии. Исследование, опубликованное в журнале Small, представляет метод создания тканей с точной клеточной организацией, призванной имитировать естественную структуру человеческой ткани.

Используя простой световой метод 3D-печати, команда создала микрогели с контролируемой внутренней архитектурой. Эти структуры помогают направлять поведение и рост клеток, имитируя их естественное поведение в организме.

Настраивая свойства света при его взаимодействии с гидрогелями, команда модифицировала внутреннюю структуру этих микрогелей, что позволило точно контролировать организацию клеток в 3D-пространстве. Этот прорыв решает важную проблему создания реалистичных, функциональных тканевых сред, критически важных для восстановления и регенерации тканей.

"Наша техника позволяет производить микроткань с точным структурным контролем, что необходимо для инженерии таких тканей, как мышцы и сетчатка", — сказал ведущий исследователь доктор Джонсон Джон. "Мы создаём новый класс модульных биоматериалов, которые могут активно направлять формирование тканей и инженерию органов с помощью подхода снизу вверх".

Исследование показало, что эти микрогели можно использовать различными способами. В одном примере команда поместила мышечные клетки внутрь стержнеобразных гелей, что помогло клеткам выровняться и сформировать мышечные волокна — многообещающий шаг к инъекционным методам лечения мышечных травм. В другом случае они использовали гели для удержания фоторецепторных клеток, которые естественным образом организовались в слои, подобные наружной сетчатке, что открывает потенциал для будущей терапии сетчатки.

Исследователи также добавили в гели ангиогенные пептиды, которые стимулировали рост новых кровеносных сосудов как in vitro, так и in vivo. Микрогели сохраняют свою форму при инъекции и предназначены для поддержки роста клеток, образования новых кровеносных сосудов и роста тканей. Их гибкий дизайн позволяет настраивать их для различных медицинских применений, что делает их многообещающим инструментом для ухода за ранами, восстановления органов и изучения заболеваний.

"Эта работа представляет собой значительный шаг к созданию структур, способных формировать функциональные ткани", — сказал генеральный директор TIBI доктор Али Хаджемхоссейни. "Объединяя световое производство с умными биоматериалами, мы приближаемся к созданию персонализированных, минимально инвазивных методов терапии".