Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженерии и 3D-принтер, исследователи из Медицинского института Вейл Корнелл и Корнеллского инженерного института собрали копию уха взрослого человека, которая выглядит и ощущается как настоящее ухо.

Исследование, опубликованное в журнале Acta Biomaterialia, дает надежду на создание трансплантатов с четко определенной анатомией и правильными биомеханическими свойствами для тех, кто родился с врожденным пороком развития или потерял ухо в позднем возрасте.

Реконструкция уха требует множества операций и невероятного мастерства, — говорит доктор Джейсон Спектор, заведующий отделением пластической и реконструктивной хирургии медицинского центра NewYork-Presbyterian/Weill Cornell и профессор хирургии (пластической хирургии) в Weill Cornell Medicine.

Эта новая технология может в конечном итоге обеспечить реальный вариант для тысяч людей, нуждающихся в операции по исправлению деформации наружного уха.

Многие хирурги создают замену уху, используя хрящ, удаленный из ребер ребенка, — операция, которая может быть болезненной и сопровождаться рубцами. И хотя полученный трансплантат можно сделать похожим на другое ухо реципиента, он, как правило, не обладает такой же гибкостью.

Добавление текстуры к структуре

Один из способов создать более естественную замену уху — прибегнуть к помощи хондроцитов, клеток, из которых строится хрящ. В более ранних исследованиях доктор Спектор и его коллеги использовали хондроциты, полученные от животных, для создания трансплантата из коллагена, ключевого компонента хряща. Хотя поначалу эти трансплантаты успешно развивались, со временем четко очерченный рельеф уха — его знакомые гребни, изгибы и завитки — был утрачен.

Из-за того, что клетки в процессе работы натягивают сплетенный из белков матрикс, ухо сжималось и уменьшалось вдвое, — говорит доктор Спектор.

Для решения этой проблемы в данном исследовании доктор Спектор и его команда использовали стерилизованный хрящ животного происхождения, обработанный для удаления всего, что могло бы вызвать иммунное отторжение. Хрящ был помещен в сложные пластиковые каркасы в форме уха, которые были созданы на 3D-принтере на основе данных, полученных из уха человека. Маленькие кусочки хряща выступают в качестве внутренней арматуры, вызывающей образование новой ткани внутри каркаса. Подобно арматуре, они укрепляют трансплантат и предотвращают его сжатие.

В течение следующих трех-шести месяцев структура превратилась в хрящ, содержащий ткань, которая в точности повторяла анатомические особенности уха, включая спиралевидный обод, «антиспиральный» обод-внутри обода и центральную чашу.

Этого нам не удавалось достичь раньше, — говорит доктор Спектор.

Чтобы проверить, как ощущается ухо, были проведены биомеханические исследования совместно с давним коллегой доктора Спектора доктором Ларри Бонассаром, профессором биомедицинской инженерии Далджитом С. и Элейн Саркария в Школе биомедицинской инженерии Мейнига в кампусе Корнелла в Итаке. Это подтвердило, что копии обладают гибкостью и эластичностью, схожими с человеческим ушным хрящом. Однако созданный материал был не таким прочным, как натуральный хрящ, и мог порваться.

Чтобы решить эту проблему, доктор Спектор планирует добавить в смесь хондроциты, в идеале — полученные из небольшого кусочка хряща, удаленного из другого уха реципиента. По его словам, эти клетки будут откладывать эластичные белки, которые делают ушной хрящ таким прочным, в результате чего трансплантат будет биомеханически гораздо больше похож на родное ухо.

Иллюстрация: Spector Lab

30.03.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие

В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по...

Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий

Исследователям из Каролинского института ...

Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей

В ходе двух исследований, проведенных в О...

Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить

Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,...

Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз

Исследование Кембриджского университета, Велик...

Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты

У пожарных может быть повышенный риск развития...

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей

Почти четверть американских детей с симпт...

eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови

Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs...

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженери...

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области