Гель, который не сжимается: технология РАН обещает новые успехи в восстановлении повреждённых органов

Специалисты Института цитологии РАН (ИНЦ РАН) и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе разработали инновационный материал, который может вывести клеточную трансплантологию на новый уровень.

Исследователи получили композитные гели, превосходящие существующие аналоги по ряду ключевых характеристик.

"Исследователи Института цитологии РАН (ИНЦ РАН) и Физико-технического института (ФТИ) им. А. Ф. Иоффе впервые получили композитный материал, состоящий из коллагена и нетоксичного природного полимера — карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), который найдет применение в качестве носителя продуктов для клеточной трансплантации", — отметили в пресс-службе ИНЦ РАН.

Как работает новый материал

В основе лежит коллаген I типа — главный белок внеклеточного матрикса, присутствующий в тканях и органах человека. Он давно применяется для создания скаффолдов — структур, на которых закрепляются клетки для формирования тканеинженерных конструкций.

Однако у традиционного коллагенового геля есть существенный минус — он сжимается (контракция) при культивировании клеток.

Это приводит к изменению формы клеток и ухудшает их способность к размножению и синтезу белков. В результате эффективность восстановления тканей снижается.

Добавление к коллагену 5% карбоксиметилцеллюлозы позволило решить эту проблему. Новый композитный гель сохраняет упругость, снижает степень сжатия и поддерживает нормальную активность клеток.

Сравнение: коллагеновый и композитный гель

Советы шаг за шагом: как это применят в будущем

1. На базе композитного геля выращиваются клетки в лаборатории.
2. Формируется структура, имитирующая ткань нужного органа.
3. Гель помогает сохранить форму и активность клеток.
4. Полученная ткань используется для пересадки в повреждённый участок.
5. В перспективе метод позволит восстанавливать органы без донорской пересадки.

FAQ

Когда технология появится в клиниках?
Потребуется несколько лет исследований и испытаний.

Какие органы можно восстанавливать?
Печень, кожа, хрящи, мышцы — в перспективе и более сложные ткани.

Можно ли использовать материал в косметологии?
Да, в будущем он может применяться для восстановления кожи после травм и ожогов.

Плюсы и минусы новой разработки

Мифы и правда

• Миф: новые гели сразу заменят донорские органы.
  Правда: пока речь идёт только об экспериментальных структурах.

• Миф: коллагеновый гель всегда эффективен.
  Правда: он подвержен сжатию и снижает активность клеток.

• Миф: КМЦ — синтетический опасный материал.
  Правда: это природный нетоксичный полимер.

3 интересных факта

1. Коллаген I типа составляет до 90% всех белков соединительной ткани.
2. Карбоксиметилцеллюлоза широко применяется даже в пищевой промышленности как безопасная добавка.
3. Подобные разработки приближают медицину к созданию искусственных органов.

Исторический контекст

• В 1990-х годах в России начались первые исследования тканевой инженерии.
• В 2010-х появились скаффолды для выращивания клеток на коллагене.
• В 2020-х российские учёные начали активно работать над композитными материалами.
• Сегодня разработки ИНЦ РАН и ФТИ им. Иоффе выводят направление на новый уровень.