Каркасы для искусственных тканей получили при помощи разрядов молний

Трехмерный каркас для будущих искусственных органов на основе фрактальной структуры удалось создать группе ученых во главе с Виктором Угазом (Victor Ugaz), профессором кафедры химического машиностроения американского Texas A&M University, передает ScienceDaily со ссылкой на публикацию в журнале Advanced Materials.

На современном этапе развития технологии, получаемые в результате терапевтического клонирования культуры клеток могут выполнять свою функцию (например, выработку инсулина), однако получаемые клетки не формируют полноценной искусственной ткани. Дело в том, что клетки должны формироваться на каркасе определенной структуры, в естественной среде связанной с ходом сосудов и нервов.

Использование в качестве опоры для культур клеток «губок» из различных биологически инертных материалов не обеспечивает необходимого доступа питательных веществ и, соответственно, адекватного отвода продуктов жизнедеятельности клеток.

Фактически, без необходимого каркаса искусственная ткань обеспечивается только за счет диффузии. В среде, аналогичной естественной, расстояние, равное диаметру человеческого волоса, за счет диффузии вещества могут преодолеть за 8-9 минут.

Создание аналогичной естественной «древовидной» структуры каналов в толще искусственной ткани позволит решить эту проблему и обеспечить двухстороннюю доставку веществ без ограничений.

Угаз обратил внимание на то, что ветвления сосудистых стволов в живом организме напоминают так называемые фигуры Лихтенберга — фрактальные «деревья», образуемые электрическим разрядом, попросту говоря — характерные зигзаги молний.

Направляя мощные электрические разряды в толщу акрилового бруска, Угаз добился образования в толще полимера каналов с различными необходимыми показателями диаметра, длины, степени истончения с каждым ветвлением и даже углов между «ветвями». Более того, аналогичные «деревья» удалось создать не только в монолитном акриле, но и в пористых, разрушающихся в биологической среде материалах, которые позволяют «заселить» полученные структуры клетками.

В отличие от всех других предлагавшихся технологий, метод Угаза позволяет практически мгновенно создавать трехмерные, большие по размеру, сложные структуры, стоимость изготовления которых не ограничивает возможности их массового производства.