Наука о тканевой инженерии — или выращивании человеческих клеток для использования в медицине — находится в зачаточном состоянии, и сегодня только самые простые выращенные в лаборатории клетки можно использовать в экспериментальных методах лечения. Но исследователи говорят, что новый метод тканевой инженерии потенциально может улучшить качество этой работы: выращивание клеток на движущемся скелете робота.
Как правило, клетки, используемые в такого рода регенеративной медицине, выращивают в статических условиях. Подумайте: чашки Петри и миниатюрные 3D-каркасы. Несколько экспериментов в прошлом показали, что клетки можно выращивать на движущихся структурах, таких как шарниры, но они растягивали или изгибали ткань только в одном направлении. Но исследователи из Оксфордского университета и робототехнической фирмы Devantro решили, что если вы хотите вырастить материю, предназначенную для движения и изгиба, как сухожилия или мышцы, было бы лучше воссоздать их естественную среду роста как можно точнее. Поэтому они решили аппроксимировать подвижное человеческое тело.
Выращивание клеток у реального человека, конечно, создает всевозможные трудности, поэтому междисциплинарная команда решила максимально приблизить скелетно-мышечную систему человека, используя робота. Как описано в статье, опубликованной в Инженерия связи, они адаптировали скелет робота с открытым исходным кодом, разработанный инженерами Devanthro, и создали специальную среду для выращивания клеток, которые можно встроить в скелет, чтобы они сгибались и изгибались по мере необходимости. (Такие растущие среды известны как биореакторы.)
Место, которое они выбрали для выращивания тканей, было плечевым суставом робота, который нужно было модернизировать, чтобы он более точно соответствовал нашим собственным движениям. Затем они создали биореактор, который можно было поместить в плечо робота, состоящий из нитей биоразлагаемых нитей, натянутых между двумя опорными точками, как пучок волос, со всей структурой, заключенной во внешнюю мембрану, похожую на воздушный шар.
Затем волосоподобные нити были засеяны человеческими клетками, а камера залита богатой питательными веществами жидкостью, предназначенной для стимулирования роста. Клетки выращивали в течение двухнедельного периода, в течение которого они выполняли ежедневные тренировки. Ежедневно на 30 минут биореактор втыкался в плечо и, за неимением лучшего выражения, раскачивался (хотя и весьма научным образом).
Однако есть большое предостережение: хотя команда наблюдала изменения в тренирующихся клетках, которые отличались от клеток, выращенных в статической среде, на самом деле они еще не уверены, были ли эти изменения полезными.
Об этом сообщил ведущий исследователь проекта Пьер-Алексис Мути из Ботнарского института скелетно-мышечных наук Оксфордского университета. Грань что различия, которые он и его коллеги наблюдали в выращенных таким образом клетках, основанные на измерении активности и роста определенных генов, были в лучшем случае неоднозначными с точки зрения будущих медицинских применений.
«Мы получаем отличия от режима загрузки [the movement of the bioreactor in the robot shoulder joint] но означают ли эти различия лучшие клетки? Мы еще не знаем», — говорит Ротуи. «Мы не говорим, что эта система лучше других. Или есть конкретное движение, которое лучше других. Мы просто демонстрируем осуществимость».
Итак: команда показала, что выращивание клеток в скелете робота, безусловно, возможно. Теперь им просто нужно выяснить, стоит ли это того времени. Однако в статье исследователи наслаждались некоторыми оптимистичными предположениями о потенциале этого направления работы. Они считают, что в будущем подробные сканы пациентов можно будет использовать для создания точных копий их тел, что позволит выращивать ткани, подобные сухожилиям, для операций на симулякрах человека.
А пока вернемся к чертежной доске — точнее, к скелету робота. Как говорит Мутхуи, «нам нужно проделать гораздо больше работы, чтобы понять, что происходит на самом деле».
