Pelės spausdinti

Pelės spausdinti

Tatjana Zimina
Mokslas ir gyvenimas "№ 3, 2015

3D biologinis spausdinimas yra nauja, sparčiai besivystanti regeneracinės medicinos kryptis (žr. Skyrių "Mokslas ir gyvenimas", 11 psl., 2013 m. Straipsnis "Biologinė spauda vietoj donorų organų"), kuri pasirodė mažiau nei dešimt metų. Šiandien daugybė įmonių Šiaurės ir Pietų Amerikoje, Europoje, Azijoje ir Rusijoje yra susijusios su technologijomis, medžiagomis ir įranga biologinio spausdinimo srityje. Potencialūs klientai, kurie laukia naujų mokslinių pranešimų apie technologijų plėtrą, dydžio ar net dar du. Tai yra ne tik medicinos įstaigos, kurioms skubiai reikia organų ir audinių transplantacijai, bet ir farmacijos įmonės. Galų gale, ikiklinikiniai naujų vaistų, skirtų spausdintoms biokonstrukcijoms ir atskiriems organams, tyrimai turėtų būti žymiai pigesni, greitesni ir dar veiksmingesni nei laboratoriniai gyvūnai. Maisto įmonės taip pat išreiškė susidomėjimą: kodėl gi ne naudoti bio-spausdinimą ant entrecote gamybai?

Tačiau pagrindinis 3D spausdinimo technologijos kūrimo tikslas vis dar yra audinių ir organų, pagamintų iš paciento pačių ląstelių, transplantacija, todėl imuninės sistemos neatmesta.Jau šių metų kovą biotechnologinių tyrimų laboratorija "3D Bioprinting Solutions" planuoja pradėti skydliaukės gamybą, naudodama 3D-bioprintingą technologiją savo dizaino bioprinter FABION.

Namų bioprinter FABION turi tikslią pozicionavimo sistemą, kurioje yra vaizdo kamera, su kuria stebimas ir užregistruojamas visas biologinio spausdinimo procesas. Įrenginyje yra penki purkštukai, iš kurių trys yra suprojektuoti ląsteliniams sferoidams išduoti.

FABION yra daugiafunkcinė sistema, kuri gali naudoti įvairias "bio-tuščias", kad būtų sukurtas organų konstrukcijų – korinių konglomeratų (pavyzdžiui, sferoidų) arba atskirų ląstelių suspensijos. Be to, specialiai sukurta programine įranga galite kurti savo kompiuterio būsimo organo ar audinio modelį arba importuoti paruoštus trimačius modelius. "Bio Paper" – specialus gelis, ant kurio išspausdinami organų konstruktai, yra purškiamas į Rusijos bioprinterį iš dviejų specializuotų purkštukų.Svarbus naujojo bioprinterio skirtumas yra atskira ląstelinės medžiagos ir "bio popieriaus" purškimas (arba išpilstymas). Faktas yra tai, kad hidrogelio polimerizacijai (kietinant) ji apšvitinama ultravioletiniu šviesa, kuri yra pavojinga ląstelinei medžiagai, nes ji pažeidžia DNR. Inžinerinis sprendimas, nustatytas vietiniam bioprinteriui, pašalina tokią žalą.

Mažoji skydliaukės liauka, kuri turi būti išspausdinta, skirta transplantuoti suaugusią pele. Tai eksperimentas su gyvu organizmu, kuris gali patvirtinti (ar nepatikrinti) spausdinto organo (arba, kaip ekspertai vadina, organo konstrukcija) rezultatus. Šiuo tikslu pele turėtų būti pašalinta arba "išjungta", padedant injekcijai radioaktyvaus jodo savo skydliaukės liauka. Tiesiogiai atspausdinto organo darbo parodymai bus normalaus skydliaukės hormono (tiroksino) lygio atstatymas gyvūno kraujyje. "Mažų gyvulių naudojimas eksperimente labai palengvina ir sumažina funkcinių audinių struktūrų biochemijos proceso kainą", – teigė laboratorijos vadovas Vladimiras Mironovas.

Numatomas būsimos skydliaukės dydis yra gana mažas – keli milimetrai.

Skydliaukės, kaip pirmas biologinio spausdinimo organas, pasirinkimas yra susijęs su santykiniu jos organizacijos paprastumu. Skydliaukės struktūrinis ir funkcinis vienetas yra folikulas, jis sintezuoja hormonus. Folikuliarai sujungiami į anatominę struktūrą su viena kraujagysline liga. Hormonai, sintetinami folikulais, patenka tiesiai į kraujo kapiliarų tinklą, pažodžiui sukibę kiekvieną folikulą. Eksperimentiniais tikslais tyrimo autoriai mano, kad be folikulų pakanka, kad atspausdintas organas turėtų vieną arteriją (per kurią į kraują patenka) ir vieną veną (per kurią kraujas išsiskiria iš skydliaukės). Likusius struktūrinius elementus, įskaitant nervų ląsteles ir limfinės sistemos ląsteles, vis dar galima nepaisyti. Kitas svarbus dalykas, į kurį atsižvelgiama renkantis pirmąjį bioplėzavimo organą, yra tai, kad skydliaukės funkcija yra labai gerai ištirta. Pavyzdžiui, žinoma, kiek maždaug skydliaukės liaukose yra folikulai ir kokio dydžio jie yra toje ar toje gyvūnų.Lengva įvertinti, kiek jiems reikia pakankamo hormonų gaminimo implanto.

kairėje – kraujotakos tinklas, dešinėje – epitelio ląstelių išdėstyti folikulai – tirocitai) "> kairėje – kraujotakos tinklas, dešinėje – epitelio ląstelių išdėstyti folikulai – "ribos = 0" Skydliaukės struktūra: kairėje – kraujotakos tinklas, dešinėje – epitelio ląstelių išdėstyti folikulai – tirocitai

Skydliaukės folikulai yra išklijuojami su tirocitų ląstelėmis, kurios turėtų būti statybinė medžiaga būsimam organui. Kur juos gauti pakankamu kiekiu? Iki šiol naudokite tris pagrindinius šaltinius. Tai embrioniniai ekstensyviai.* skydliaukės liauka, orientuota į embrioninių kamieninių ląstelių (ESK) ir suaugusio organizmo ląstelių diferencijavimą, kurie grąžinami į embrioninę būseną naudojant genetinį reprogramavimą (tokios ląstelės vadinamos indukuotomis pluripotencinėmis kamieninėmis ląstelėmis – IPS ląstelėmis). Foliceliai, kurių medžiaga yra ESC arba iPS ląstelės, iš pradžių neturi kraujagyslių tinklo, tačiau ją įsigyja tik po transplantacijos recipientui.Todėl iš tokių folikulų atspausdintas organas negali būti laikomas užbaigtu. Taigi manoma, kad yra naudinga naudoti embrioninius skydliaukės išskyrimus. "Folikulai, kurie gali būti naudojami kaip statybiniai blokeliai, jau yra kraujagysliai (t. Y. Yra kraujagyslių tinklas. Pastaba ed.) nuo 15-osios embriogenezės dienos ", – teigia laboratorijos vadovas.

Skydliaukės folikulo diagrama, įsipainiojusi kraujagyslių tinklu, per kurį sintezuotas hormonas patenka į kūno kraują

Tyrėjai naudoja endotelio ląstelių savybes savarankiškai surinkti į kapiliarus ir į kraujagysles formuojant organų struktūros kraują. Kaip matyti eksperimentuose, audinių sferoidai, kurių vidinės erdvės yra tarpusavyje, sujungiamos, formuojant būsimojo organo viduje esančią kraujagyslę.

Supaprastinta skydliaukės struktūros schema, pritaikyta biologiniam spausdinimui. Paveikslėlyje parodyta viena atvykstamoji arterija ir viena išeina iš venų.

Kiek spausdinimo organas bus efektyvus, bus bandomosios gyvulio kraujyje generuojamo tiroksino lygio stebėjimas. "Mūsų pirmieji rezultatai mes planuojame pristatyti pasauliuiAntrojo tarptautinio biologinio spausdinimo kongrese, kuris vyks Singapūre 2015 m. liepą, mokslininkų bendruomenė ", – sakė Vladimiras Mironovas.

Laboratorijos pateiktos iliustracijos "3D Bioprinting Solutions"


* Explan yra ląstelių grupė, atskirta nuo gimdos organizmo.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: