Группа ученых из университета Оксфорда, совместно с компанией Devantro, разработали платформу гуманоидного биореактора, который проводил механическую стимуляцию инженерных сухожилий, также как у человека. Платформа включает в себя мягкую камеру биореактора и роботизированное плечо. В небольшой камере, которая располагается в области сухожилия надостной мышцы, содержатся клетки, выращенные на биомиметическом материале, и она заполнена питательной средой. Для достижения задачи вырастить ткань сухожилия человека ученые модифицировали роботизированное плечо, которое позволяло бы использовать механизм растяжения, необходимый для роста сухожилия.
Данные исследования были опубликованы в журнале Communications Engineering. В публикации ученые представили модификацию плеча робота и его возможности для использования в качестве биореактора для выращивания тканей сухожилий.
В течение последних нескольких десятилетий ученые-медики активно изучали возможности использования клеток фибробластов для выращивания тканей человека, которые позволили бы заменить поврежденные ткани у пациентов. Проводились попытки выращивания органов, кожи, хрящей, трахеи.
Одной из наиболее сложных областей оказалась методика выращивания ткани сухожилия. Ранее сконструированным тканям сухожилия не хватало эластичности, которая необходима для использования у человека. Проводились попытки увеличить эластичность с помощью использования устройств, растягивающих и сгибающих ткань по мере ее роста. Но попытки не позволили получить ткани, которые могли бы растягиваться, сгибаться и скручиваться, как настоящее сухожилие. В новом проведенном исследовании ученые вместо выращивания ткани сухожилия в коробке с устройством, которое тянет ее, решили использовать искусственный сустав, который имитировал человеческое плечо.
Ученые начали свою работу с модификации робота, который был разработан инженерами Devanthro, и добавили к нему биореактор и структуры для прикрепления ткани, по мере ее роста. После установки биореактора и волосовидных нитей, соответствующие области были заполнены питательными веществами, необходимыми для стимуляции роста. Затем клеткам в течение двух недель дали возможность расти и каждый день проводилась активация роботизированного плеча, длительностью 30 минут. В ходе активации проводилось сгибание и разгибание искусственного плеча. В конце периода выращивания ученые получили ткань, которая отличалась в значительной степени от той, что была выращена в статической среде. Ученым предстоит выяснить, насколько такая ткань более близка к реальной ткани человека и возможно ли ее использование в клинической практике.
