Напечатали живую ткань. Потом — сделали так, чтобы она «заболела». И успешно вылечили. Это STOMP

Ученые из Университета Вашингтона создали миниатюрное устройство , которое позволяет выращивать в лаборатории более сложные модели человеческих тканей. Разработка поможет исследователям лучше изучать болезни и тестировать новые методы лечения.

Зачем нужны искусственные ткани

Биомедики давно пытаются воссоздать в пробирке условия, максимально похожие на те, что есть внутри нашего организма. Клетки помещают в специальный гель между двумя опорами — так получают модели сердца, легких, кожи и мышц. Но у такого подхода есть ограничение: сложно изучать, как разные типы тканей взаимодействуют друг с другом. А именно это происходит при многих заболеваниях — например, нервно-мышечных расстройствах.

Как работает новая технология

Устройство размером с кончик пальца получило название STOMP (что расшифровывается как "подвешенная ткань с открытым микрофлюидным узором"). Принцип работы напоминает приготовление желе с кусочками фруктов, только вместо фруктов — живые клетки разных типов.

Главная хитрость в том, что устройство использует капиллярный эффект — тот же самый, благодаря которому вода поднимается по соломинке в стакане. Это позволяет точно размещать различные клетки в нужных местах и создавать в одной ткани несколько зон с разными свойствами.

Что делает STOMP особенным

У новой платформы есть несколько важных преимуществ. Во-первых, ее стенки можно растворить после того, как ткань сформировалась, — это решает проблему сжатия. Обычно клетки своими сокращениями стягивают гель и отрывают его от стенок формы, но не все клетки достаточно сильны для этого.

Во-вторых, устройство легко использовать — его можно напечатать на 3D-принтере и подключить к уже существующим системам для измерения силы сокращения клеток сердца.

Первые эксперименты

Команда протестировала STOMP в двух экспериментах. В первом сравнили, как сокращаются здоровые и больные ткани сердца. Во втором смоделировали связку, которая соединяет зуб с костью челюсти. В обоих случаях удалось создать четкие границы между разными типами тканей и изучить их взаимодействие.

Исследователи уверены, что их разработка откроет новые возможности для изучения сложных заболеваний и тестирования лекарств. Статья с подробным описанием метода опубликована в журнале Advanced Science.

«Мы даем ученым больше контроля над тем, как создавать модели тканей, — говорит один из руководителей проекта профессор Эшли Теберг. — Теперь можно изучать, как клетки реагируют на механические воздействия, и при этом создавать в одной ткани разные зоны».