Исследования могут привести к улучшению способов лечения травм и разработки новых лекарств.
С недавним запуском Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института в Массачусетском технологическом институте в Массачусетском технологическом институте исследуются исследования с возможностью изменения медикаментов и медицинских услуг за счет новых научных знаний, новых методов лечения и продуктов, улучшения управления медицинскими данными и улучшения медицинского обслуживания.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Пенсильвании успешно выращивали кровеносные сосуды в ткани печени, выращенные в лаборатории. Красный круг представляет собой поперечное сечение сосуда, а эндотелиальные клетки (красные) прорастают с поверхности трубки.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Пенсильвании успешно выращивали кровеносные сосуды в ткани печени, выращенные в лаборатории. Красный круг представляет собой поперечное сечение сосуда, а эндотелиальные клетки (красные) прорастают с поверхности трубки.
В 1970-х и 1980-х годах тканевые инженеры начали работу по выращиванию замещающих органов для трансплантации у пациентов. В то время как ученые все еще нацелены на достижение этой цели, большая часть исследований в области тканевой инженерии в Массачусетском технологическом институте также сосредоточена на создании ткани, которая может использоваться в лаборатории для моделирования болезней человека и тестирования потенциальных новых лекарств.
Такое моделирование заболеваний может оказать большое влияние в ближайшей перспективе, говорит профессор Массачусетского технологического института Sangeeta Bhatia, который разрабатывает ткань печени для изучения гепатита С и инфекции малярии.
Как и другие ткани человека, печень трудно вырастить за пределами человеческого тела, потому что клетки, как правило, теряют свою функцию, когда теряют контакт с соседними клетками. «Задача состоит в том, чтобы вырастить клетки вне тела, сохраняя при этом свою функцию после удаления из их обычной микросреды», – говорит Бхатия, профессор медицинских наук и технологий и электротехники и компьютерных наук Джона и Дороти Уилсон.
Недавно Bhatia разработала первую модель ткани печени, полученную из стволовых клеток, которая может быть инфицирована вирусом гепатита С. Она также разработала тонкие кусочки ткани печени человека, которые могут быть имплантированы на мышах, что позволяет быстро изучать потенциальные препараты.
В крупномасштабном проекте, недавно финансируемом Управлением перспективных исследований обороны, несколько преподавателей MIT работают над системой «человек-на-чипе», которую ученые могут использовать для изучения до 10 типов тканей человека за раз. Целью является создание настраиваемой системы взаимосвязанных тканей, выращенных в небольших лунках на тарелке, что позволяет исследователям анализировать, как ткани реагируют на различные лекарства.
«Если они разрабатывают препарат для лечения болезни Альцгеймера, они могут захотеть изучить поглощение кишечника, метаболизм в печени и токсичность на ткани сердца, ткани головного мозга или ткани легких», – говорит Линда Гриффит, S.E.T.I. Профессор Биологического и Машиностроения в Массачусетском технологическом институте и руководитель исследовательской группы, в которую также входят ученые из Лаборатории Чарльза Старка Дрейпера, Zyoxel и MatTek.
перерождение
Другая ближайшая цель для инженеров тканей – разработать регенеративные методы лечения, которые способствуют заживлению ран.
«Здоровые клетки, сидящие рядом с больными тканями, могут влиять на биологию восстановления и регенерации», – говорит профессор Массачусетского технологического института Элазер Эдельман, который разработал имплантируемые каркасы, встроенные в эндотелиальные клетки, которые выделяют огромное количество белков, которые реагируют на травмы.
Эндотелиальные клетки, обычно находящиеся в кровеносных сосудах, могут помочь восстановить повреждение, вызванное ангиопластикой или другими хирургическими вмешательствами; вдыхание дыма; и рак или сердечно-сосудистые заболевания. Имплантаты теперь находятся в клинических испытаниях для лечения повреждений кровеносных сосудов, вызванных иглами, используемыми для диализа у пациентов с почечной недостаточностью. Более хороший ремонт этих травм может удвоить время, в течение которого такие пациенты могут оставаться на диализе, который теперь ограничен примерно тремя годами, – говорит Эдельман, профессор наук и технологий Вирджинии У. Кабот.
Подобные леса также могут помочь излечить серьезные травмы, такие как разбитые кости, которые очень трудно восстановить. Гриффит и Джордж Мушлер, хирург-ортопед Кливлендской клиники, разработали керамические каркасы, покрытые незрелыми клетками крови, взятыми из костного мозга пациента, которые в настоящее время проходят испытания у животных.
замена
Одним из первых успехов имплантируемых тканей было развитие искусственной кожи, которая в настоящее время широко используется для лечения жертв ожогов. Кожа была хорошим местом для начала, потому что ее функция легче подражать, чем у более сложных органов, таких как сердце или печень, говорит Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха из Массачусетского технологического института, который был одним из пионеров технологии за тканевой инженерией, наряду с Иоаннисом Яннасом, профессором MIT по машиностроению.
В настоящее время Лангер работает над более сложными тканями, такими как кардиальные ткани, которые включают электронные датчики и синтетический поли