Искусственная печень, кожа и кости: как ученые Якутии создают человеческие части тела
Заменитель кожи
Этот наукоемкий проект призван помочь пациентам, чья кожа пострадала в результате ожогов, обширных ран, обморожения и других деформаций. Ученые разрабатывают биоразлагаемый и биосовместимый материал, который можно применять при трансплантации.
Сейчас специалисты создают матрицы для заменителей кожи человека на основе полилактида. Биоматериал с его использованием обладает рядом преимуществ: не вызывает аллергию и не требует повторного нанесения подложки при операции, поэтому ткани заживают без рубцов. Кроме того, он выдерживает температуру 170–220° С и полностью приживается в организме в течение 6–18 месяцев.
Эксперты лаборатории перерабатывают полилактид посредством экструзии, создавая пленки разной толщины от 10 до 200 мкм. В будущем ученые планируют подать заявку на патент на способ получения матриц для дермальных эквивалентов на основе полилактида. В России подобными исследованиями также занимаются специалисты в Санкт-Петербурге и Томске.
В настоящее время материал проходит испытания на клеточных моделях с применением дермальных фибробластов человека.
В 2017 году в Якутии впервые восстановили кожу человека после ожога с помощью фибробластов, выращенных в лаборатории Северо-Восточного федерального университета. Ученым Медицинского института СВФУ совместно с врачами ожогового отделения Республиканской больницы №2 удалось выполнить сложную операцию по пересадке биотехнологического клеточного изделия на открытую рану пациента с ожогом.
Искусственная кость
Ученые главного якутского вуза продолжили изучать возможности полилактида, в том числе для лечения опорно-двигательной системы. Исследователи создали уникальный рецепт нового композитного состава, из которого будет изготавливаться материал, схожий с человеческой костью по плотности, упругости и прочности. Из него также планируется создавать саморазлагающиеся штифты для трубчатых костей.
В состав композитного материала входит полилактид и гидроксиапатит (минерал из группы апатита — основная минеральная составляющая костей), оптимальная пропорция которых позволяет с высокой точностью и без потерь проходить через сопло 3Д-принтера. Так получается создавать любые конформации и модели, которые геометрически сочетаются с поверхностями травмированных костей. Технология и полученные образцы могут быть востребованы в травматологии, челюстно-лицевой и пластической хирургии. Такие разработки особенно актуальны в северных районах республики, где зафиксированы высокие показатели травматизма и обморожений мягких тканей в зимнее время. Исследователи уверены, что штифты из композитного биоматериала предпочтительнее, чем нынешние металлические штифты на основе титана и стали.
Искусственная печень
Для пациентов, которым показана трансплантация печени, специалисты СВФУ разрабатывают систему экстракорпоральной очистки и обогащения крови. Технология позволяет обеспечить пациентам нормализацию биохимических показателей крови, патологично измененных при печеночной недостаточности.
Суть технологии — в непрямом взаимодействии плазмы крови с культивированными в лаборатории гепатоцитами, клетками печени, которые участвуют в синтезе и хранении белков, трансформации углеводов и составляют до 80% ее массы. Взаимодействие происходит в специальной сети полупроницаемых мембран, конструктивно повторяющей физиологическую схему потоков крови в печеночной дольке.
Проект находится на стадии научно-исследовательской работы, разрабатывается лабораторный функциональный образец. Экспериментально достигнуты оптимальные и максимально эффективные параметры. Решаются технические вопросы стабилизации системы для доклинических исследований.
