Выращивание искусственной ноги

20.06.2015

Наши ноги и руки сделаны из мышц, костей, хрящей, кровеносных сосудов, связок, кожи, и все оно соединяется так искусно, что, кажется, взамен утраченной руки или ноги проще сделать полностью искусственный протез, нежели пытаться в точности повторить природу. Тем не менее, именно это удалось сделать исследователям из Общеклинической больницы штата Массачусетс, которые сумели воссоздать конечность из клеточного материала. Правда, пока речь идет не о человеческих руках и ногах, а о лапке крысы.

Суть работы состояла в следующем. Как известно, кроме клеток в любых органах и тканях есть еще межклеточный матрикс, состоящий из белков, гликопротеинов, липидов и т. д. Матрикс помогает клеточной массе держать форму, формируя что-то вроде каркаса, за который клетки могут держаться. Их можно удалить с помощью специальных детергентов, причем сам каркас останется нетронутым. И вот, пропуская детергент через переднюю конечность, взятую у мертвой крысы, Харальд Отт (Harald C. Ott) и его коллеги счистили с нее все клетки, но так, что матрикс кровеносных сосудов и мышц остался на месте. Процедура заняла 52 часа, а что происходило при этом с лапкой, можно увидеть здесь. В результате получилось что-то вроде объемного контура конечности, который теперь предстояло наполнить новым клеточным содержимым.

Лапку помещали в биореактор, в котором ей предстояло обрасти клетками. Сначала их растили отдельно, а потом вводили в "пустую" конечность: клетки, которые должны были восстановить сосуды, помещали в матрикс, оставшийся от вен и артерий, те, которые должны были восстановить мышцы, вводили в мышечные оболочки. Через пять дней конечность обрабатывали слабым электрическим током, чтобы мышечные клетки сформировали правильные мышцы, а через две недели проверяли, что получилось.

В статье в Biomaterials авторы пишут, что и сосудистые, и мышечные клетки сделали все правильно. Крысиная лапка получила новые сосуды и новые мышцы, и, когда ее пересадили другой крысе, сосуды обеспечили циркуляцию крови, а мышцы сокращались в ответ на электрическую стимуляцию - лапка сгибалась в запястье и сгибала фаланги пальцев. Стоит, правда, заметить, что нервов в лапке не было, так что крыса управлять новой передней ногой не могла. Исследователи собираются в ближайшее время заняться восстановлением именно нервной системы, чтобы пересаженную конечность можно было чувствовать и чтобы ей можно было управлять.

Сама по себе пересадка руки или ноги от одного человека другому сейчас уже не новость, однако в таком случае часто приходится усмирять иммунитет, который атакует новую конечность как чужеродное тело. С помощь клеток-предшественников, взятых у самого пациента, можно было бы вырастить все необходимые ткани ноги или руки, но тут возникает другая проблема: как эти ткани правильным образом организовать. С нуля вырастить конечность пока что не получается (разве что попробовать напечатать ее на 3D-принтере), но зато можно попробовать использовать какой-нибудь каркас. Конечно, здесь тоже могут быть проблемы с иммунной системой, однако совсем не такие, как при пересадке всей ноги или руки, со всеми их клетками.

К слову, авторам работы тем же способом удалось очистить от клеток переднюю руку павиана, так что осталось только правильно "начинить" ее человеческими мышечными, нервными и эпителиальными клетками - и новая рука будет готова.

<< Назад: Умный купальник 21.06.2015

>> Вперед: L7987 - асинхронный 61V 3A DC/DC регулятор с ограничителем тока 20.06.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Микросхема FM31x от RAMTRON 28.01.2004 Известный в мире производитель микросхем сегнетоэлектрической памяти RAMTRON выпустил микросхему FM31x. Она кроме памяти на 256 Кбит, включает в себя процессор, супервизор и сторожевой таймер, что позволяет резко повысить надежность устройства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025