За регенерацию тканей в организме будет отвечать биоактивная бумага

Традиционное японское искусство складывания бумаги – оригами – учеными давно используется при создании новых технологий в медицинской сфере. Недавно мы писали о наноботах, которые под воздействием магнитного поля способны собираться и раскладываться в организме пациентов. На этот же раз научные сотрудники из Северо-Западного университета в Чикаго представили еще более необычную разработку – они смогли сложить оригами из нового вида биоактивной бумаги. Эту задумку планируется применять в заживлении ран и восстановлении производства гормонов, сообщает Futurity.

Состав бумаги очень специфичный

Чтобы изготовить биоактивную бумажную основу, ученые использовали органы и ткани животных. Для этого они взяли клетки из яичников, почек, матки, печени и мышц свиней и коров, которые выработали структурный белок межклеточного матрикса. Затем из этого экстракта сделали порошок и преобразовали его в бумагу. Чтобы материал был более податливым, его смешали с полимерами. В итоге полотно оказалось таким тонким и гибким, что из него без каких-либо проблем можно было сделать оригами.

Практически нет никаких отличий от обычной бумаги

Ведущий автор работы Адам Джакус рассказывает, что созданная его командой «тканевая» бумага, на первый взгляд, ничем не отличается от обычной офисной. Она точно так же сворачивается, мнётся и складывается. Правда, хранить её необходимо в холодильных или морозильных камерах.

Полученный биоматериал поможет в заживлении ран

«Этот новый класс биоматериалов имеет огромный потенциал для биоинженерии и для регенеративной медицины. Его можно использовать в лекарственных препаратах и терапии. Подобная технология универсальна и удобна при хирургических операциях», — добавляет один из членов команды Рамиль Шах.

По мнению специалиста, основной функцией бумаги является заживление ран и предотвращение их рубцевания. Также она сможет поддерживать рост и развитие стволовых клеток. А это значит, что медицинская новинка будет полностью биосовместима. Но это далеко не все свойства уникальной задумки.

Биоактивная бумага в борьбе с раком

При помощи этого сверхэластичного материала исследователи вырастили в пробирке активные фолликулы яичников. Как оказалось, они могут вырабатывать гормоны, которые способствуют половому созреванию. Соавтор исследования Тереза Вудрафф отмечает, что благодаря этому качеству биобумага в будущем будет широко применяться в лечении онкобольных. Она сможет уменьшить негативные последствия после химиотерапии, восстанавливая гормональные сбои. Для этого ее необходимо лишь вживить в руку.

Создавать «тканевую» бумагу не входило в планы американцев

Отметим, что изначально ученые хотели создать биологический материал для 3D печати, который регенерировал бы костную, мышечную и нервную ткани. Однако судьба распорядилась иначе. В лаборатории совершенно случайно произошла следующая ситуация: один из образцов, а именно – основа для яичника на основе гидрогеля, опрокинулся и разлился. Адам Джакус хотел вытереть вещество, но заметил, что оно уже высохло и сформировало сухой лист, похожий на бумагу. Именно это происшествие и вдохновило профессора на создание биоактивного бумажного полотна.

«В самом деле, удивительно, что почка, печень или сердце могут быть преобразованы в «бумажные» биоматериалы, которые способны восстанавливать функции тканей и органов. Я больше никогда не смогу смотреть на стейк или свиную вырезку, как раньше», — заключает Джакус.

Этот материал представляет собой экстракт белков внеклеточного матрикса. Эта структура окружает клетки и ткани. Важно, что ее состав отличается между различными органами. Внеклеточный матрикс создает условия для жизни, роста и функционирования клеток. Именно поэтому данная технология вполне оправдана: можно использовать набор белков внеклеточного матрикса, чтобы создать благоприятные условия, необходимые для жизнедеятельности клеток.

Но, помимо набора этих белков, важна и их структура. Совершенно непонятно, придается ли значение этому фактору в разрабатываемой технологии. Вторая очень важная задача, которая должна быть решена, – это очистка белков от остатков клеток животного. Чужеродные белки и другие молекулы могут вызывать иммунную реакцию.

Подобные этой технологии аналоги давно существуют. Самый простой вариант – коллагеновые губки для заживления ран. Коллаген – один из основных структурных белков внеклеточного матрикса, в том числе кожи.

Источник: https://sciencepop.ru