https://frosthead.com

Вземане на реплика от текстилното производство към инженерната човешка тъкан

Инженерната човешка тъкан играе малка, но нарастваща роля в медицината. Инженерната кожа може да се използва при хирургични пациенти или жертви на изгаряне, инженерните артерии са били използвани за поправяне на възпрепятствания кръвен поток и цели инженерни трахеи дори са имплантирани при пациенти, чиито дихателни пътища са били неуспешни. С напредването на науката изследователите се надяват да успеят да проектират цели органи, например сърца или черен дроб.

Но тъканното инженерство не е лесно. Това включва първо създаване на "скеле", за да расте тъканта върху. Скелето обикновено се прави чрез процес, наречен „електроразпръскване“, който включва използване на електростатично поле за свързване на материали заедно. В някои случаи скелето може да се имплантира заедно с тъканта и той ще се разтвори в тялото с течение на времето. Но електрофонирането може да бъде бавен и скъп процес, което затруднява създаването на тъкан в голям мащаб, необходима за медицински изследвания и приложения.

Какво става, ако изследователите се чудеха, че да се направи скеле е толкова лесно, колкото, да речем, да направите чорапи?

„Започнахме да мислим„ можем ли да разгледаме някои други стандартни практики в индустрията, които правят други материали, като текстил? “, Казва Елизабет Лобоа, декан на Инженерния колеж на университета в Мисури.

Като мотивира, че текстилът и човешките тъкани не са толкова различни, Лобоа и нейният екип работиха с изследователи от Университета на Северна Каролина и Колежа по текстил на държавния университет в Северна Каролина, за да проучат потенциала за изграждане на скелета на традиционните процеси за производство на текстил.

Изследователите изследвали три често използвани метода за производство на текстил - разпенване, разтопяване и кардиране. Издухването на стопилката включва използване на въздух под високо налягане за издухване на гореща полимерна смола в мрежа от фини влакна. Spunbonding е подобен, но използва по-малко топлина. Картирането разделя влакната чрез ролки, създавайки мрежа от текстил.

scaffolding.jpg Това оцветено изображение показва различни текстилни техники, използвани за направата на скелета. (Университета на Мисури)

„Това са процеси, които се използват много често в текстилната промишленост, така че те вече са стандарт за индустрията, релевантни за търговския процес“, казва Лобоа.

Екипът използва полилактична киселина, вид биоразградима пластмаса, за да създаде скелета и ги засява с човешки стволови клетки, използвайки различните текстилни техники. След това изчакаха да видят дали клетките започват да се диференцират в различни видове тъкан.

Резултатите бяха обещаващи. Текстилните техники бяха ефективни и по-достъпни от електроразпръскването. Екипът прецени, че струва квадратен метър на скеле за електроразпръскване между 2 и 5 долара, докато пробата със същия размер, направена с помощта на текстилни техники, струва само 0, 30 до 3 долара. Текстилните техники също действат значително по-бързо от електроразпръскването.

Следващото предизвикателство на екипа ще бъде да види как работят скелетата в действие, което ще включва проучвания върху животни. Изследователите също трябва да намалят размера на влакната на скелето, произведено от текстил, за да приличат по-добре на извънклетъчната матрица на човешкото тяло или на мрежата от молекули, които поддържат растежа на клетките. Скелетата за електроразпръскване произвеждат много малки влакна, което е една от причините да е толкова популярен метод; текстилните методи изглежда произвеждат по-големи влакна.

В бъдеще Лобоа се надява да успее да произведе по-големи количества скелета за отглеждане на човешка кожа, кости, мазнини и други. Тези тъкани могат да помогнат за поправяне на крайници за ранени войници, казва Лобоа, или да помогнат на бебета, родени без определени части на тялото.

„Трябва наистина да измислим начини да постигнем успех при нашите пациенти“, казва тя.

Вземане на реплика от текстилното производство към инженерната човешка тъкан