Нановолокна с датчиками делают возможным выращивание человеческого сердца

Добавляя нановолокна с электронными датчиками в 3D структуру тканей, ученые смогут контролировать поведение клеток и проводить лечение болезней сердца и неврологических заболеваний. Это также ускорить развитие тканевой инженерии.

Исследование проведено силами Массачусетского технологического института, Гарвардского университета и детской больницы в Бостоне. Ученые полагают, что открытие делает возможным создания тканей сердца. Датчики из кремниевых нанопроводов используются для мониторинга электрической активности тканей, а также проверяют работу лекарств. Например, с их помощью можно отслеживать биение выращенного сердца.

Биоинженеры давно знают, как управлять ростом клеток с помощью специальных каркасов. Выращенные ткани они имплантировали пациентам для изучения влияния новых препаратов в лаборатории. Ученые также внедрили электронные датчики в ткани, состоящие из двух плоских слоев.

Каркасы для органов и тканей изготавливаются из эпоксидной смолы, нетоксичного материала, а встроенные кремниевые нанопроводы несут электрические сигналы клеток. Толщина нанопроволоки составляет 30 и 80 нанометров, но они могут обнаружить электрическую активность менее одной тысячной доли ватта, на уровне одной клетки.

Ученые описали в статье, как они вырастили сердечную, нервную и мышечную ткань, используя электроды и каркасы. Они также проверили клеточный ответ тканей сердца на норадреналин — нейромедиатор, который стимулирует частоту сердечных сокращений. Также ученые отследили изменение уровня рН в выращенных кровеносных сосудах, чтобы контролировать уровень воспаления.

Исследователи собираются спроектировать ткань, которая не только контролирует электрические и химические сигналы, но и реагирует на них, например, путем выпуска препарата. Речь идет о выращивании органов, способных защитить организм от болезней.

Вопросы, ответы, комментарии