Технологии Новый материал, разработанный совместно учеными из Гарвардского университета и Массачусетского технологического института добавляет кибер-элемент в науку о тканевой инженерии. Трехмерные сетки транзисторов и клетки, которые могут поддерживать рост тканей, контролируя его здоровье и прогресс, могут стать шагом в сторону усовершенствования протезов и имплантатов, которые будут подключаться непосредственно к нервной системе.
Каркасы тканей успешно использовались некоторое время для роста клеток, и они могут применяться и для выращивания искусственных кровеносных сосудов, к примеру. В ходе предыдущих исследований инженеры уже пытались встроить электронные датчики в эти каркасы, но они были ограничены двумерными плоскостями клеток, растущих на вершине транзисторов и электродов.
На этот раз ученые во главе с профессором Массачусетского технологического института Робертом Лангером (Robert Langer) и профессором химии Гарвардского университета Чарльзом Либером (Charles Lieber) решили построить трехмерный каркас, который больше напоминал бы реальную ткань. Ученые хотели создать датчики, которые позволили бы им контролировать то, как ткань реагирует на лекарства в режиме реального времени.
В итоге они сконструировали каркас из эпоксидной смолы со встроенными кремниевыми нанопроводами, которые могут посылать электрические сигналы в клетки. Сетка была сложена или свернута в структуру, напоминающую ткани или сосуды. Нанопровода способны обнаруживать напряжение меньше одной тысячной ватт - это уровень электричества, который можно видеть в клетке. В конструкцию инженеры поселили колонии клеток, которые постепенно размножились и обволокли неорганические компоненты. Система тем самым поддерживает рост клеток и одновременно следит за ней.
В своем исследовании авторы использовали каркас для выращивания тканей сердца, нервной и мышечной систем. Они контролировали реакцию клеток сердечной ткани на стимулятор, называемый норадреналином, который увеличивает частоту сердечных сокращений.
Эксперт в области биотехнологий Роберт Лангер, который ранее опубликовал ряд новаторских исследований в области искусственных тканей, нанопроволок и клеток сердца, утверждает, что это открытие может быть шагом на пути к созданию искусственных тканей. "Это делает нас ближе на один шаг к созданию сердца на основе технологии тканевой инженерии, и демонстрирует то, как новые наноматериалы могут играть важную роль в этой области", - сказал он.
Либер, в свою очередь, заявил, что система позволит ученым работать с тканью, не беспокоя при этом ее. "В конечном счете, речь идет о слиянии ткани с электроникой так, что станет трудно определить, где заканчивается ткань и начинается электроника", - заключил ученый.
