Опробована новая технология 3D-печати хрящевой ткани

Остеоартрит – заболевание суставов, проявляющееся в постепенной дегенерации хрящевой ткани. В развитых странах он является одной из самых частых причин инвалидности взрослого населения, снижая способность к ежедневной активности за счет ограничения подвижности конечностей и постоянной болезненности суставов. Современные методы лечения несколько смягчают выраженность симптомов, но не могут восстановить хрящевую ткань. Как следствие, многим пациентам приходится прибегать к протезированию сустава – процедуре неприятной, недешевой и, к сожалению, во многих случаях неоднократной.

Многие научные группы пытаются решить проблему остеоартрита, вырастив искусственный хрящ. С развитием технологий, связанных с работой со стволовыми клетками, работы в этом направлении значительно продвинулись. Однако решающий шаг пока не сделан – каждый метод обладает рядом недостатков, препятствующих внедрению в практику. Роки Тьюэн (Rocky S. Tuan, PhD) из медицинской школы Университета Питтсбурга в Пенсильвании и коллеги смогли преодолеть сразу несколько ограничений и представили новый биоинженерный хрящ, образованный с помощью 3D-печати.

Ученые разработали инъекционную форму предшественника ткани на основе метакрилат-желатина. В отличие от конкурирующих разработок, он не требует ультрафиолета, вредного для делящихся клеток, — каркас ткани способен к полимеризации под действием видимого света. Это свойство каркаса позволило добавить стволовые клетки в жидкую форму будущего гидрогеля. Среда, в которой находятся клетки, содержит, помимо структурной основы, все необходимые вещества, направляющие развитие стволовых клеток по пути формирования хрящевой ткани. В законченном виде технология позволит печатать слои хряща через катетер непосредственно в место травмы.

Кроме восстановления хряща у пациентов с остеоартритом, новый метод выращивания хрящевой ткани позволит расширить возможности экспериментального исследования патологии хряща и тестировать возможные методы лечения. Тьюэн и коллеги создали чиповую конструкцию, содержащую 96 лунок с фрагментами ткани размером 4х8 мм и надеются разработать модель in vitro.