Каркас для выращивания живых тканей разработали в KAUST

Органический каркас для выращивания живых тканей разработали ученые KAUST, 25 января сообщает журнал Nano Letters.

Ученые экспериментировали с природными и синтетическими «биоинками», чтобы напечатать каркасы, которые удерживают клетки на месте, когда они растут и образуют ткань с определенной формой. В итоге был разработан процесс автоматической печати гидрогелевого каркаса на основе пептидов, содержащий равномерно распределенные клетки.

Каркасы хорошо держат свою форму и успешно способствуют росту тканей, который длится неделями. «Биопринтинг» — 3D-печать, которая включает в себя живые клетки. С помощью него можно существенно продвинуть вперед тканевую инженерию и регенеративную медицину.

Но есть проблемы с выживанием клеток. Природные биоинки, такие как желатин и коллаген, должны быть обработаны химическими веществами или ультрафиолетовым светом, чтобы сохранить свою форму, что влияет на жизнеспособность клеток. Испытанные на сегодняшний день синтетические полимерные гидрогели также требуют использования жестких химических веществ и условий, угрожающих выживанию клеток.

Биоинженеры KAUST разработали процесс биопечати, который использует ультракороткие пептиды в качестве «чернил» для построения биокаркасов. Они разработали три пептида, используя различные комбинации аминокислот изолейцина, лизина, фенилаланина и циклогексиламина.

Для печати на принтере ученые использовали новое сопло с тройным входом. Пептидный биоинк поступает в один вход, буферный раствор — в другой, а клетки добавляются через третий. Это позволяет пептидным чернилам постепенно смешиваться с буферным раствором, а затем объединяться с клетками на выходе из сопла. Как только чернила выбрасываются, они мгновенно затвердевают, захватывая клетки внутри своей структуры.

«Трудно найти подходящий для клеток биоматериал, который поддерживает долгосрочное выживание клеток, а также пригоден для печати. Наши биоинки, изготовленные из самосборных ультракоротких пептидных гидрогелей, эффективно справляются с этой задачей», — говорит аспирант Хепи Хари Сусапто.

Исследователи смогли напечатать цилиндры высотой до четырех сантиметров и нос, похожий на человеческий, который хорошо держал свои формы.