211service.com
Wirujące części zamienne
Cienkie, białawe nitki ludzkiego materiału komórkowego owijają się wokół wrzeciona maszyny, która splata je w mocną linę. Brzmi makabrycznie, ale inspiracją dla materiału, który wykonała firma z San Francisco Inżynieria tkankowa cytoprzeszczepu , to zdrowie, a nie horror: nici biologiczne można wykorzystać do tkania łat i przeszczepów naczyń krwionośnych, które organizm pacjenta z łatwością zaakceptuje do leczenia ran. Proces jest szybszy i może być bardziej opłacalny niż inne metody wytwarzania biologicznych zamienników tkanek.
Znaczna część dzisiejszej inżynierii tkankowej opiera się na biodegradowalnych, ale syntetycznych rusztowaniach dla komórek, które odbudują fragment narządu lub tkanki. Zazwyczaj rusztowanie jest ostatecznie niszczone przez ciało. Wydaje się jednak, że tkane tkanki cytoprzeszczepu pozostają w ciele i zapełniają się komórkami. Dawno temu zdecydowaliśmy, że zrobimy mocne tkanki bez żadnego rusztowania – mówi Nicolas L’Heureux, współzałożyciel i dyrektor ds. naukowych Cytograftu. Gdy dostaniesz go do ciała, twoje ciało nie widzi go jako obcego.
Firma rozwinęła koncepcję ludzkiej tkaniny na podstawie wcześniejszych prac, wykorzystując arkusze materiału biologicznego do rekonstrukcji naczyń krwionośnych. Zasadniczo naukowcy hodują ludzkie komórki skóry w kolbie hodowlanej w warunkach, które zachęcają komórki do odkładania warstwy tzw. macierzy zewnątrzkomórkowej – materiału strukturalnego wytwarzanego przez komórki zwierzęce, który tworzy naszą tkankę łączną. Cytograft może pobrać te arkusze z kolb hodowlanych, a następnie zwinąć je w probówki, które stają się zastępczymi naczyniami krwionośnymi. Wytworzone w ten sposób naczynia krwionośne są nadal testowane, ale u kilku pacjentów w Europie i Ameryce Południowej działały dobrze, bez oznak odrzucenia.
Proces walcowania jest jednak kosztowny i czasochłonny, po części dlatego, że do połączenia rurki należy użyć komórek, aby była wystarczająco wytrzymała do przeszczepu. Cięcie arkuszy na cienkie wstęgi, które można nawijać na nitki, umożliwia wykorzystanie zautomatyzowanych maszyn tkackich i plecionkarskich do tworzenia trójwymiarowych struktur, które nie wymagają stapiania.
Technika Cytograft czerpie z długiej historii tekstyliów medycznych, które są zwykle produkowane z włókien syntetycznych, takich jak poliester. Tworzenie tekstyliów to starożytna i potężna technika, a łączenie jej z biomateriałami jest ekscytujące, ponieważ ma o wiele większą wszechstronność niż metoda arkuszowa, mówi Christopher Breuer , chirurg, naukowiec i inżynier tkanek w Yale School of Medicine. Mówi, że pomysł tworzenia naczyń krwionośnych lub bardziej skomplikowanych kształtów, takich jak zastawki serca lub łaty na serce, jest znacznie łatwiejszy do zrobienia z włóknami. Jeśli możesz zrobić włókna o dowolnej długości, nie ma ograniczeń co do rozmiaru lub kształtu, który możesz zrobić.
Warkocze biologiczne: Maszyna splata razem 48 nici ludzkiego materiału pozakomórkowego.
Cytograft od dawna koncentruje się na budowaniu zastępczych naczyń krwionośnych dla osób potrzebujących dializy, która oczyszcza krew pacjentów z niewydolnością nerek. Zabieg ten poważnie uszkadza żyłę (zwykle w przedramieniu), przez którą przepływa krew pacjenta.
Cytograft nie testuje jeszcze swoich tkanych naczyń krwionośnych u pacjentów, ale zbliżył się do potrzeb pacjentów dializowanych u psów z wszczepionymi przeszczepami naczyń w ich nogach. Badania przedkliniczne na psach wykazały, że przeszczepy są odporne na przekłucie i że ze splotu wycieka bardzo niewiele krwi, mówi L’Heureux.
Implanty cytoprzeszczepu pozostają nienaruszone po miesiącach, co sugeruje, że organizm akceptuje przeszczepy i nie próbuje ich rozbić. Inne materiały są przebudowywane bardzo agresywnie, mówi L’Heureux. Dzięki naszej tkance jest ona tak nieszkodliwa, że organizm nie widzi zagrożenia.
Dzieje się tak częściowo dlatego, że implanty Cytograft nie zawierają komórek. Chociaż wcześniejsze implanty firmy były wykonane z macierzy zewnątrzkomórkowej wytworzonej z własnych komórek pacjenta, jej naukowcy mogą teraz zebrać materiał z komórek niezwiązanych z osobą otrzymującą przeszczep i całkowicie usunąć komórki dawcy. Nie potrzebujemy komórek, mówi L’Heureux. Komórki mogą pochodzić od pacjentów po implantacji.
Bez obcych komórek, które ostrzegałyby układ odpornościowy pacjenta, firma mogłaby z wyprzedzeniem wytworzyć naczynia krwionośne do wykorzystania u każdego pacjenta. Takie statki zastępcze byłyby tańsze i łatwiej dostępne niż te, które są obecnie dostępne. Jedną z największych zalet Cytograftu będzie dostępność od ręki, mówi Breuer.
Firma pracuje również nad techniką, w której arkusze z komórek są przetwarzane na cząstki zamiast na nici. Biologiczne kawałki można następnie formować razem, mówi L’Heureux, co daje inżynierom tkanek dwie korzyści. Formowanie cząstek razem pozostawia za sobą złożoną sieć kanałów – dokładnie tego, czego inżynierowie tkanek będą potrzebować, aby ostatecznie wyprodukować coś takiego jak wątroba, trzustka lub nerka. W przypadku większości innych technologii nie ma gwarancji, że kanały zostaną utrzymane, mówi L’Heureux. Mówi, że cząsteczki można również wstrzykiwać, co może zwiększyć objętość tkanek w celach kosmetycznych lub rekonstrukcyjnych.