Основная проблема различного рода искусственных имплантов связана с тем, что они плохо совместимы с человеческим организмом, и это приводит к отторжению. Решением стало бы создание особого материала, который оказался бы совместим с биологическими тканями. И недавно такой материал был разработан международной группой ученых под руководством сотрудника МГУ имени М.В.Ломоносова Дмитрия Иванова.
Молекулярный «ершик»
В основу разработки легли так называемые блочные сополимеры. По своему строению они напоминают бутылочный ершик. Полимер состоит из двух сегментов. Один из них гибкий – это эластичная молекула-«щетка» с множеством боковых ответвлений. Второй – «шарик»: он достаточно жесткий и имеет цилиндрическую форму. Как только «ершики» оказываются в непосредственной близости друг от друга, запускается процесс сборки.
Такая структура позволяет специалистам, опираясь на скейлинговые закономерности, дающие представление о поведении полимерных цепочек, корректировать механические характеристики вещества, придавая ему новые желаемые свойства. Как сообщает руководитель исследовательской группы Дмитрий Иванов, он и его коллеги «решили сделать ставку на кодирование структуры полимеров, обладающих нужными параметрами».
В конце концов удалось получить изделия с заданным набором характеристик. Так, основным их свойством является биосовместимость, то есть совместимость с тканями человеческого тела.
Прорыв в трансплантологии?
По словам авторов разработки, такой полимерный материал способен заменить собой хрящевую или жировую ткань, а также ткани кожных покровов, что открывает большие перспективы в сфере трансплантологии.
Ведь до недавних пор вариантов у тех, кому требуется трансплантация тканей или органов, было не так уж много. Это либо использование синтетических материалов, таких как силикон, часто применяемый при пластических операциях, либо пересадка собственных или донорских органов и тканей, скажем, сердца, почек или кожи при ожогах. В первом случае достаточно высока вероятность отторжения, во втором – существует довольно много ограничений, да и возможность отторжения тоже остается.
Если удастся модифицировать полимеры, придав им необходимые параметры, то проблема отторжения будет решена. Теоретически возможно даже придать материалу индивидуальные характеристики, то есть «сконструировать» его под конкретного пациента, нуждающегося в трансплантации.
Кожа для экспериментов
Между тем специалисты научились не только изготавливать биоткани из искусственных материалов, но и делать обратное. Например, в новосибирском НПО «Перспектива» разработан новый вид искусственной кожи. Выращивается она из фрагментов настоящей человеческой кожи, которые в течение двух недель подвергаются определенному воздействию в пробирке, вследствие чего кожа увеличивается в размерах.
На эту разработку Министерство науки и образования выделило специальный грант размером в 33миллиона рублей. На сегодняшний день пока получены только экспериментальные образцы стоимостью по тысяче рублей каждый.
Зачем же выращивать человеческую кожу искусственным путем? Здесь цель уже не трансплантация. На такой коже можно будет эффективно испытывать различные лекарственные и косметические препараты, а также химические вещества.
Сейчас подобные испытания проводятся на животных. «Получая такую модель, мы сохраняем жизнь животным, – комментирует заместитель директора по научной работе НПО «Перспектива» Александр Русанов. – Поскольку у нас человеческие клетки, мы оцениваем действие веществ на человеческую кожу, а не на кожу животных, которая, естественно, отличается от кожи человека. Таким образом, мы получаем более точные результаты».
Наверное, скоро благодаря достижениям науки нам сложно будет увидеть разницу между материалами органического и синтетического происхождения, так как появятся технологии, меняющие их свойства в любую заданную сторону. Будем надеяться, что все это пойдет только на пользу человечеству!
На чтение: ≈ 5 мин.
Выбор читателей
Комментарии