Инженерные ткани человека играют небольшую, но растущую роль в медицине. Инженерная кожа может быть использована у хирургических пациентов или жертв ожогов, инженерные артерии использовались для восстановления затрудненного кровотока, а целые инженерные трахеи даже были имплантированы пациентам, дыхательные пути которых не функционировали. По мере развития науки исследователи надеются создать целые органы, такие как сердца или печень.
Но тканевая инженерия не легка. Сначала необходимо создать «леску» для роста ткани. Каркас обычно изготавливают с помощью процесса, называемого «электропрядением», который включает использование электростатического поля для склеивания материалов. В некоторых случаях леса могут быть имплантированы вместе с тканью, и они будут растворяться в организме с течением времени. Но электроспиннинг может быть медленным и дорогостоящим процессом, что затрудняет создание тканей в больших масштабах, необходимых для медицинских исследований и применений.
Что, если исследователи задаются вопросом, сделать строительные леса так же легко, как, скажем, сделать носки?
«Мы начали думать:« Можем ли мы взглянуть на некоторые другие стандартные отраслевые практики, которые делают другие материалы, такие как текстиль? »», - говорит Элизабет Лобоа, декан инженерного колледжа Университета Миссури.
Принимая во внимание, что текстиль и ткани человека не столь различны, Лобоа и ее команда работали с исследователями из Университета Северной Каролины и Колледжа текстиля Университета штата Северная Каролина, чтобы исследовать потенциал строительных лесов в традиционных процессах производства текстиля.
Исследователи исследовали три распространенных метода изготовления текстиля - выдувание из расплава, спанбондинг и кардинг. Выдувание из расплава включает использование воздуха под высоким давлением для выдувания горячей полимерной смолы в полотно из тонких волокон. Спанбондинг похож, но использует меньше тепла. Кардинг отделяет волокна через ролики, создавая полотно из ткани.
Это запятнанное изображение показывает различные текстильные методы, используемые, чтобы сделать леса. (Университет Миссури) «Это процессы, которые очень часто используются в текстильной промышленности, поэтому они уже являются промышленным стандартом, коммерчески актуальными производственными процессами», - говорит Лобоа.
Команда использовала полимолочную кислоту, тип биоразлагаемого пластика, для создания каркасов и засеивала их стволовыми клетками человека с использованием различных текстильных технологий. Затем они ждали, чтобы увидеть, начали ли клетки дифференцироваться в различные типы тканей.
Результаты были многообещающими. Текстильные методы были эффективными и более доступными, чем электроспиннинг. Команда оценила квадратный метр затрат на электрошлаки от 2 до 5 долларов, в то время как образец такого же размера, изготовленный с использованием текстильных технологий, стоит всего от 0, 30 до 3 долларов. Текстильные технологии также работают значительно быстрее, чем электроспиннинг.
Следующая задача команды - увидеть, как строительные леса работают в действии, что включает в себя исследования на животных. Исследователям также необходимо уменьшить размер волокон в текстильных лесах, чтобы лучше напоминать внеклеточный матрикс человеческого тела или сеть молекул, которые поддерживают рост клеток. Электрошлифование лесов дает очень маленькие волокна, что является одной из причин, по которой он так популярен; текстильные методы, кажется, производят большие волокна.
В будущем Лобоа надеется, что сможет производить большее количество строительных лесов, чтобы вырастить человеческую кожу, кости, жир и многое другое. Эти ткани могут помочь восстановить конечности для раненых солдат, говорит Лобоа, или помочь детям, рожденным без определенных частей тела.
«Мы должны действительно придумать, как добиться успеха у наших пациентов», - говорит она.
