Российский космонавт биопечать 3D-человеческий хрящ на борту Международной космической станции
Впервые в истории российские исследователи собрали трехмерную человеческую ткань на борту Международной космической станции (МКС). Согласно исследованию, опубликованному в Science Advances, группа космонавтов под руководством Владислава Парфенова из Российской академии наук и 3D Bioprinting Solutions произвела человеческие хрящи из изолированных клеток во время космических полетов, что стало первым в своем роде прорывом в регенерации трехмерных тканей.
Используя такие методы, как съемные опоры и приложение внешних сил от акустических и электростатических полей, исследователи высевали клетки на биосовместимые каркасы, которые собирались в трехмерные органы после биодеградации в клеточных структурах. Согласно исследованию, эта технология в последнее время стала свидетелем всплеска, хотя появились и более гибкие подходы, не требующие поддержки.
Читайте: COVID-19: израильские ученые прибудут в Индию, работают над передовой технологией быстрой диагностики
«Каркас определяется как временная и съемная опора, которая отличается от небиоразлагаемых имплантатов и протезов. Это важный элемент в технологической структуре TE, который приводит к биофабрикации трехмерной (3D) конструкции органа», - говорится в исследовании. .
Исследователи заметили, что TE без каркасов поддерживает платформы, которые позволяют клеткам (или тканевым сфероидам) подвергаться самосборке или самоорганизации, пролиферации, дифференцировке и продукции внеклеточного матрикса (ECM). Подход использовал магнитную левитацию, чтобы направлять клетки или тканевые сфероиды в трехмерные структуры в градиенте магнитного поля, создаваемом сильными магнитами.
Читайте: Ученые заново открывают потерянную планету NGTS-11b после двух долгих лет: отчеты
Далее в исследовании ведущие авторы писали, что биосборка хряща проводилась в космосе для экспериментов с воздействием микрогравитации на межпозвоночные диски и суставные хрящи человека. «На данный момент было проведено всего два исследования по биопроизводству хряща в космосе, потому что космические эксперименты чрезвычайно дороги и требуют много времени», - показали исследователи в своем исследовании.
Впервые космонавт построил искусственно созданный хрящ в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции, используя новый подход к тканевой инженерии без использования каркасов, который однажды может найти применение в длительных космических полетах. https://t.co/6ytMiqJEjx pic.twitter.com/KjdfQKf9zh
Создание трехмерного хряща в условиях микрогравитации в космосе привело ученого к созданию нового индивидуального магнитного биоассемблера «Bioprinter Organ Aut» и искусственных полей, разработанных с помощью программного обеспечения COMSOL.
«Основной причиной, по которой мы провели описанный эксперимент в космосе, было предположение, что микрогравитация даст нам возможность выполнять магнитную левитацию при низкой, нетоксичной концентрации по сравнению с наземными условиями», - пояснили исследователи. «Тканевые сфероиды - довольно большие и тяжелые биологические объекты, мы столкнулись с дилеммой», - добавили они.
«Магнитный биоассемблер Bioprinter Organ Aut, использованный в текущем исследовании, представляет собой новый исследовательский инструмент, предназначенный и принятый для экспериментов с магнитной левитацией на МКС», - заключили исследователи.
Читайте: Миссия марсохода НАСА на Марс 2020 по возвращению фрагмента марсианского метеорита на его красную планету домой
Читайте: Астрономы НАСА заметили китайский Марс, связанный с Тяньвэнь-1, при нанесении на карту больших участков неба
(Изображение предоставлено: файл AP)
комментариев