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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Сенсорная клавиатура с Bluetooth 23.12.2001 Фирма Senseboard разработала устройство, объединяющее в себе сенсорную технологию с искусственной нейронной сетью, которое позволяет точно отслеживать движения пальцев печатающего человека. Представители шведской компании полагают, что созданный ими имитатор клавиатуры решит проблемы пользователей мобильных компьютеров, которым больше не придется тыкать по крохотным кнопкам. Прибор улавливает движения пальцев при нажатии, а точные измерения позволяют определить, на какие клавиши хотел нажать человек, набирая текст. Датчики из резины и пластика подсоединяют к ладоням пользователя так, чтобы не мешать движениям пальцев. С помощью технологии Bluetooth информация о "напечатанном" передается беспроводным образом на компьютер, где текстовый редактор анализирует сигналы и превращает их в текст. Помимо системы исправления ошибок устройство имеет функцию "пауза", которая позволяет человеку есть, пить и выполнять любую другую работу руками, не снимая датчиков. Представители Senseboard заявляют, что устройство будет совместимо с большинством карманных компьютеров, мобильных телефонов и ноутбуков, а появление его в продаже по отпускной цене около 150 дол. США ожидается в марте 2002 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025