Naukowcy opracowali nową technologię wytwarzania syntetycznych naczyń krwionośnych

Testy przedkliniczne wykazały, że po przeszczepieniu wytworzonego przez badaczy naczynia krwionośnego myszom, organizm zaakceptował materiał, a nowe komórki i tkanka rosły we właściwych miejscach - w istocie przekształcając go w "żywe" naczynie krwionośne.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Współautor pracy prof. Anthony Weiss z Centrum Charlesa Perkinsa wyjaśnia, że chociaż inni próbowali wcześniej budować naczynia krwionośne, to w nowych badaniach po raz pierwszy naukowcy zaobserwowali, że ich konstrukcje rozwijają się z tak wysokim stopniem podobieństwa do złożonej struktury naturalnie występujących komórek.

- Natura z czasem przekształca tę wyprodukowaną rurkę w taką, która wygląda, zachowuje się i funkcjonuje jak prawdziwe naczynie krwionośne - mówi prof. Weiss. - Zdolność technologii do odtworzenia złożonej struktury tkanek biologicznych pokazuje, że ma ona potencjał nie tylko do produkcji naczyń krwionośnych, aby pomóc w chirurgii, ale także wyznacza scenę dla przyszłego tworzenia innych tkanek syntetycznych, takich jak zastawki serca – dodaje.

Opis i rezultaty badań zostały opublikowane w czasopiśmie "Advanced Materials" (DOI: 10.1002/adma.202205614).

Współautor publikacji dr Christopher Breuer z Center for Regenerative Medicine w Nationwide Children's Hospital i Wexner Medical Center w Columbus w USA powiedział, że jest podekscytowany potencjałem odkrycia, także w kontekście chorych dzieci.

- Obecnie, gdy dzieci cierpią z powodu nieprawidłowego naczynia krwionośnego, chirurdzy nie mają wyboru i muszą stosować syntetyczne zamienniki, które funkcjonują dobrze przez krótki czas. Gdy dzieci rosną, to potrzebują dodatkowych operacji. Ta nowa technologia zapewnia ekscytujące podstawy dla produkowanych naczyń krwionośnych, które mogą same kontynuować wzrost i rozwój w czasie – mówi naukowiec.

Główny autor i bioinżynier dr Ziyu Wang z University of Sydney's Charles Perkins Center jest pionierem tej technologii. Została ona opracowana w ramach jego doktoratu.

Ściany naczyń krwionośnych składają się z szeregu koncentrycznych pierścieni elastyny (białka nadającego naczyniom elastyczność i zdolność do rozciągania się). Dzięki temu pierścienie są elastyczne, co pozwala naczyniom krwionośnym rozszerzać się i kurczyć wraz z przepływem krwi.

Nowa technologia oznacza, że po raz pierwszy te ważne koncentryczne pierścienie elastyny mogą naturalnie rozwijać się w ścianach wszczepionych przewodów.

W przeciwieństwie do obecnych procesów wytwarzania materiałów syntetycznych stosowanych w chirurgii, które mogą być długotrwałe, złożone i kosztowne, nowa metoda wytwarzania jest szybka i prosta.

- Te syntetyczne naczynia są produkowane z zaledwie dwóch naturalnie występujących materiałów, które są dobrze tolerowane przez organizm - wyjaśnia dr Wang. - Tropoelastyna (naturalny budulec elastyny) jest opakowana w otoczkę, która stopniowo rozprasza się i sprzyja tworzeniu wysoce zorganizowanych, naturalnych naśladowców funkcjonujących naczyń krwionośnych – dodaje.

Źródło: University of Sydney, fot. Ziyu Wang, Ella Maru Studio