Новости химической науки > Биочернила с клетками для печати искусственных тканей

Исследователи из Австралии приблизились к разработке способа создания искусственных тканей с помощью печати матриц из живых клеток – они разработали новые биочернила для струйного принтера, позволяющие клеткам не терять жизнеспособность в момент печати, а также не слипаться в соплах принтера.

Один из авторов открытия, Марк Пануис (Marc in het Panhuis) из Университета Воллонгонга, отмечает, что первыми биочернилами, использовавшимися для построения композиций из клеток с заданной структурой, были обычные солевые растворы, содержащие клетки. Однако клетки в таких чернилах подвергались агрегации, что затрудняло печать. Если концентрацию соли увеличивали, способность клеток к коагуляции уменьшается, однако при этом их жизнеспособность в растворе значительно уменьшается.

Новые биочернила применялись для нанесения на субстрат клеток различных линий. Такую печать можно было осуществлять в течение длительного времени, не заменяя головки принтера, и не добавляя новые чернила. (Рисунок из Biomater. Sci., 2012, DOI 10.1039/c2bm00114d)

Другие биочернила содержат растворы полимеров с низкой вязкостью, которые, как известно, замедляют агрегирование клеток. Разработанные исследователями биочернила содержат биополимер – геллановую камедь и два поверхностно-активных вещества, растворенные в стандартной жидкости, применяющейся для культивирования клеток. Поверхностно-активные вещества – Novec FC4430 и Poloxamer 188 понижают поверхностное натяжение, обеспечивая оптимальное нанесение раствора на субстрат с помощью струйного принтера, а также защищают клетки от механических повреждений.

Благодаря тому, что биополимер формирует структурированную сеть, которая позволяет клеткам быть «подвешенной» в геле, клетки не могут агрегировать. Тем не менее, подобные биочернила могут использоваться для печати – гель не является чрезвычайно жестким и без проблем разрушается непосредственно в процессе печати. Пануис отмечает, что исследователи могли осуществлять печать в течение длительного времени, не заменяя головки принтера, и не добавляя новую порцию чернил. Исследователи с помощью печати наносили клетки на коллагеновый гидрогель, который служил подложкой для клеток, препятствуя их дегидратации.

Пол Калверт (Paul Calvert), эксперт по регенерируемым биоматериалам из Университета Массачусетса отмечает, что техника выращивания искусственных тканей за счет печати клеток станет практически полезной – неважно – с этим типом чернил или другим, тогда, когда будет разработан способ загрузки клеток в картриджи и поддержания в таких картриджах жизнеспособности клеток до момента их печати. Необходимо разработать метод питания клеточной культуры в картридже, а также способ печати, который бы не позволял соплам струйного принтера забиваться. Он отмечает, что новая разработка решает проблему стабильной печати, но пока не в состоянии говорить о длительном поддержании жизнеспособности клеток в «картриджах для печати искусственных тканей».

Источник: Biomater. Sci., 2012, DOI 10.1039/c2bm00114d

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #химия полимеров