Тканевая инженерия –раздел биотехнологий, направленный на разработку искусственных заменителей тканей или органов организма человека. Основной задачаей тканевой инженерии кровеносной системы является реконструкция повреждённого сосуда за счет поступления в патологическую часть структур – опор, клеток, или электропроводников.
Использование протезов влечёт за собой тромбообразование и инфицирование, требуется постоянный приём антикоагулянтов и антибактериальных средств.
Научные факты
Учёные из университете Ганкувера разработали тканеинженерный сосудистый трансплантат. Он представляет собой бесклеточной каркас аллогенного или ксеногенного сосуда, внутри которого находятся клетки пациента. Такая конструкция полностью биосовместима и не воспринимается организмом как чужеродное тело, не создаёт предпосылок для тромбов.
Разработку будущего имплантата производят в 3D проекции, материалом для тестирования служит биологически разлагаемый полимер.
Внутреннюю полость тканеинженерного сосуда выстилают стволовыми клетками пациента, полученными из его подкожно – жировой клетчатки или надосадочного слоя плазмы крови.
Устройство исскуственного сосуда
Прибор, на котором изготавливают искусственный сосуд - это цилиндр, вращающийся вокруг своей оси. Центральным элементом является трубка небольшого размера, внутри которой вызревает кровеносный имплант до заданного диаметра и длинны. Прибор биологического реактора постоянно вращается, это условие необходимо для равномерного распределения толщины слоя клеток и их равномерного роста.
Для формирования нового кровеносного русла необходимы определённые условия. В нём постоянно необходимо поддерживать давление в 40 – 60 мм рт. ст. По мере роста клеток, его постепенно увеличивают, проверяя прочность и эластичность сосуда. После этого, тестируют сдвиговое положение – это показатель оптимального давления, при котором происходит объединение клеток в цельную биологическую ткань.
В устройстве биологического реактора для создания тканеинженерного сосуда, действуют функции насыщения клеток кислородом и питательными веществами. Сверхчувствительные датчики сенсорных приборов постоянно мониторят структуру кровеносной системы. При этом не происходит разгерметизация контейнера, в который он помещен.
Корпус прибора состоит из полиэфира, материала, который легко пропускает ультразвуковые волны. При помощи ультразвука происходит измерение толщины сосуда, и визуализация его внутренней структуры. Датчики Доплера позволяют провести анализ тока жидкости в моделируемом кровеносном русле.
Учёные по сей день не прекращают разработки усовершенствования методики и адаптации тканеинженерного сосуда к клиническим потребностям.