Лечение тяжелых и хронических травм мягких тканей, таких как кожа и мышцы, представляет собой сложную задачу в медицине. Современные методы лечения часто дорогостоящи и не всегда эффективны, а количество хронических ран, вызванных заболеваниями, такими как диабет и сосудистые болезни, продолжает расти, особенно с учётом стареющего населения.
Один из перспективных методов лечения включает имплантацию в рану биосовместимых материалов, засеянных живыми клетками (микроткань). Эти материалы обеспечивают каркас для стволовых клеток или других клеток-предшественников, помогая им расти и восстанавливать поврежденные ткани. Однако традиционные методы создания таких каркасов сталкиваются с трудностями. Человеческие ткани растягиваются и изгибаются по уникальным законам, что трудно воспроизвести с помощью стандартных материалов. Если каркас растягивается, это может привести к гибели клеток, что замедляет процесс заживления и вызывает иммунный ответ организма.
«Человеческое тело обладает уникальной структурой, которая не просто растягивается, а развивается и разворачивается. Когда растягиваются кожа или мышцы, клетки не погибают. Ткани слегка растягиваются, но не подвергаются чрезмерному напряжению», — объясняет Стив Гиллмер, исследователь Лаборатории Линкольна MIT.
Гиллмер работает в междисциплинарной команде, разрабатывающей ткани, которые могут двигаться и растягиваться так, как это делает человеческая ткань. Вместе с профессором Мин Го и Центром исследований оборонных тканей (DFDC) они создали новые ткани, которые воспроизводят растяжение человеческой ткани.
Исходная идея для сотрудничества возникла, когда Гиллмер и Го преподавали курс в MIT, и Го исследовал способы выращивания стволовых клеток на материалах, имитирующих естественные ткани. Он использовал нановолокна с электроспиннингом, но столкнулся с проблемой их масштабирования для более крупных тканевых структур. В ответ на это Гиллмер предложил использовать промышленные вязальные машины из Лаборатории Линкольна, что позволило переходить к разработке более крупных вязаных тканей.
Команда начала с тестирования трех основных вязальных конструкций: блокировки, рубчика и трикотажа. Эти узоры, как и ткань на футболке или свитере, могут растягиваться в зависимости от длины петель. Они обладают растягивающейся способностью, которая может поддерживать правильное движение клеток при заживлении.
Эти ткани также имеют пористую структуру, что позволяет улучшить гидравлическую проницаемость и ускоряет процесс заживления. В процессе тестирования команда внедряла эмбриональные фибробласты и мезенхимальные стволовые клетки в различные узоры и наблюдала, как они ведут себя при растяжении тканей. Все узоры показали высокую приживаемость клеток.
В 2024 году команда получила награду R&D 100 за инновационные вязаные конструкции. Гиллмер отмечает, что, несмотря на то, что проект начался с лечения повреждений кожи и мышц, эти ткани могут имитировать и другие типы мягких тканей, такие как хрящи и жир. Недавно команда подала предварительный патент, описывающий методы создания таких тканей и соответствующие материалы для производства пряжи.
«Этот проект стал уникальным опытом для меня. Каждый член команды обладает важной экспертизой, и я уверен, что без нашего сотрудничества мы не смогли бы решить эти сложные проблемы», — говорит Гиллмер.
Источник: https://news.mit.edu/2025/knitted-microtissue-can-accelerate-healing-0305
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
