Биоинженеры из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали платформу BIPORES — первый полностью искусственный материал, который повторяет структуру мозговой ткани и поддерживает рост нервных клеток.
Исследователи из Университета Калифорнии в Риверсайде представили синтетическую ткань, которая ведёт себя как мозговая, но не содержит ни одного биологического элемента. Команда создала платформу BIPORES на основе полиэтиленгликоля — химически нейтрального полимера, который обычно отталкивает клетки.
Вместо привычных белков, таких как ламинин или фибрин, учёные использовали сложную структуру биогелей с седлообразными поверхностями. Эти «bijels» укрепили наночастицами диоксида кремния. Материал формировали с помощью микрожидкостной технологии и биопринтера — так удалось построить трёхмерный каркас с взаимосвязанными порами. По этим каналам свободно движутся питательные вещества и отходы, что позволяет клеткам расти в глубине конструкции.
Тесты с нейральными стволовыми клетками показали, что клетки прочно закрепляются на поверхности, активно развиваются и образуют устойчивые нейронные связи. По словам ведущего автора исследования Принса Дэвида Окоро, созданный каркас достаточно стабилен для долгосрочных экспериментов, а зрелые клетки в такой среде точнее повторяют поведение реальной мозговой ткани.
Материал получают из смеси ПЭГ, этанола и воды. Потоки жидкости проходят через тонкие стеклянные каналы, где компоненты разделяются. В этот момент вспышка света «запечатывает» структуру, превращая её в пористый губчатый каркас. Сейчас его диаметр составляет около двух миллиметров, но команда уже работает над увеличением масштаба. Параллельно подготовлена публикация о создании аналогичной ткани для моделирования работы печени.
Доцент кафедры биоинженерии Иман Ношади отметил, что новый материал даёт исследователям точный контроль над ростом и взаимодействием клеток. Учёные хотят создать сеть мини-органов, которые смогут обмениваться сигналами так же, как системы человеческого организма. Такая модель позволит изучать действие лекарств на разные ткани и прослеживать, как болезнь в одном органе влияет на остальные.
По оценке исследователей, технология максимально близко воспроизводит реальную архитектуру мозговой ткани. Это делает BIPORES важным инструментом для изучения неврологических заболеваний, разработки лекарств и восстановления повреждённых участков нервной системы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Читать далее:
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды
Обложка: freepik