Ученые уже научились выращивать некоторые органы, но остро стоит вопрос их питания, то есть в лабораторных масштабах это не такая уж и большая проблема, а вот при масштабировании производства уже необходимый фактор. Исследователи из Университета Вандербильта (Vu) на ответили на такое препятствие весьма необычно, решив применить машину для создания сахарной ваты.
Леон Беллан, доцент кафедры машиностроения из Университета, объясняет подход тем, что тонкие нити в сахарной вате, крайне похожи с капиллярами по структуре.
«Я поехал в магазин и купил машинку по производству сахарной ваты за $40,» – рассказывает Беллан: «Оказалось, что на нем образуются потоки, которые были примерно одной десятой диаметра человеческого волоса – примерно такого же размера, как капилляры – поэтому они могут быть использованы для создания канала структур в других материалах.»
Но и в таком решении появилась проблема. Нити плетутся из сахара, а при интеграции их с гидрогелем он тут же растворялся и не помогал выстраивать необходимые структуры. Поэтому, исследователи решили найти более подходящий материал, который исчезал бы не до, а после получения искусственных капилляров.
Команда обнаружила для этих целей полимер PNIPAM или Поли (N-изопропил-акриламид), то был идеальный материал для работы, растворимый только при температуре ниже 32° С. Чтобы воспользоваться этим свойством, исследователи создают нити схожие с сахарными, затем погружают их в желатин, который хранился в тепле инкубатора при температуре 37° C. После желатина полимер растворяется охлаждаясь до комнатной температуры и оставляет после себя полы трубки.
Полученные трубки, начиненные питательным веществом, тут же отправились в гости к клеткам. Через неделю, вместо привычных 10-15%, в живых осталось целых 90% клеточек, они были подвижны и имели возможность выполнять свои функции.
Полученный метод имеет неоспоримые преимущества над другим распространенным способом, где клетки культивируют в гель, где те спонтанно выращивают свои капилляры. Однако, несмотря на казалось бы готовый метод, часто развитие прерывается и тогда клетки органа начинают вымирать с середины.
«Некоторые люди думаю, что такой подход является немного сумасшедшим,» — сказал Беллан: «но сейчас мы показали, что мы можем использовать эту простую технику, чтобы сделать микрожидкостные сети, имитирующие трехмерную капиллярную систему в организме человека и в клетке. Как правило, это не так сложно сделать в двумерных сетях, но добавление третьего измерения гораздо труднее; при таком подходе, мы можем сделать нашу систему такой какой мы захотим.»
Беллан и его коллеги теперь ищут возможность имитации капилляров для разных типов тканей.
«Нашей целью является создание базовых ‘элементов’, что позволит другим исследователям использовать этот простой, недорогой подход для создания искусственных сосудов, необходимых для поддержания искусственной печени, почек, костей и других органов», — сказал он.
