Создание биоискусственных органов При мощном развитии трансплантологии проблема донорских органов так и остается не решенной. Ученые и врачи ищут новые технологии, которые не требуют использования донорского материала.

В настоящее время с помощью нанотехнологий разрабатываются два основных направления – создание систем доставки лекарств через кожу и создание тканеинженерных конструкций: ткани хряща, печени и поджелудочной железы.

Тканеинженерные конструкции изготавливаются при помощи биодеградируемого матрикса – синтетического каркаса из полимеров, которые в последствии бесследно рассасываются и постепенно замещаются печеночной тканью, или каркас делается из ткани печени, который заселяется клетками, выделенными из костного мозга или жировой ткани.

Для «выращивания» биоинженерных конструкций органов и тканей используют различного типа биореакторы, там создается питательная среда, специальные условия. К недостаткам существующих биореакторов относят большой расход дорогостоящих культуральных сред, невозможность культивировать одновременно нескольких тканевых структур и сложность обеспечения стерильности и мониторинга процессов внутри системы.

Сочетание биоинженерных конструкций с клеточными технологиями лежит в основе, создаваемой в Федеральном научном центре трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова «биоискусственной печени». Уникальная разработка российских ученых представляет собой гибрид искусственного матрикса-носителя и живых клеток и предназначается для лечения печеночной недостаточности. В настоящее время высокотехнологичная биологическая конструкция «биоискусственная печень» проходит испытания в эксперименте на животных.

В 2016 году на XIX Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий за разработку «Клеточно-инженерные конструкции (КИК) в лечении печеночной недостаточности» получена золотая медаль. В номинации «100 лучших изобретений России – 2016» получен диплом за разработку «Способ лечения печеночной недостаточности» (№ 2586952).

В 2000 году начались разработки матриксов, изначально предназначенных для замещения дефектов мягких тканей. Потом оказалось, что они могут выполнять функции и каркаса, и питательной среды, что именно они способствуют превращению клеток в тканевую структуру.

Известны способы изготовления различных тканеспецифических матриксов путем децеллюляризации того или иного органа.


Децеллюляризация – это процесс, направленный на удаление клеток из ткани с сохранением внеклеточного матрикса и трехмерности структуры органа, с использованием различных методов воздействия на клетки. 


Разработаны способы децеллюляризации целой печени крыс, кроликов, свиньи и левой латеральной доли, взятой у пациента с гемангиомой печени. Однако не решены такие вопросы, как высокий процент неполной децеллюляризации трупных донорских трансплантатов из-за возникающих в нем нарушений микроциркуляции; полноценного заселения клетками всего объема децеллюляризированных матриксов; сложность доставки кислорода и питательных веществ ко всем прикрепленным донорским клеткам, особенно в глубине матрикса; сложность и низкая эффективность рецеллюляризации и реинжениринга децеллюляризованных органных матриксов и др.

Для устранения этих недостатков был разработан способ децеллюляризации фрагментов ткани донорской печени, позволяющий получить мелкодисперсный тканеспецифический матрикс с сохранением структурных свойств нативного внеклеточного матрикса, как потенциального каркаса для выращивания в биореакторе тканевого эквивалента печени, который защищен патентом Российской Федерации.

В 2016 году подана заявка на международный патент «Тканеспецифический матрикс для тканевой инженерии паренхиматозного органа и способ его получения».

В последнее время бурное развитие получило еще одно направление регенеративной медицины – 3D-биопринтинг, который подобно конструктору производит сборку тканей и органов из конгломератов клеток. 3D-биопринтеры экспериментально используются с 2006 года, но печатать на них органы человека пока невозможно, потому что принтер очень груб для клеток. На нем можно напечатать протез руки, сердце со всеми сосудами, но оно не будет живое, это будет муляж.

В материале использована статья С.В. Готье «Трансплантология XXI века: высокие технологии в медицине и инновации в биомедицинской науке»

Фото: https://pixabay.com/ru