Создание человеческих костей из стволовых клеток и технологии 3D-печати

Американская компания EpiBone преуспела в создании костей из человеческих клеток, совершив революцию в медицине.

3D-скелет EpiBone. Фото: ЭпиБон

По данным Live Science, человеческие кости занимают второе место по частоте замены органов в мире после крови, общая стоимость которых составляет около 5 миллиардов долларов в год. Если здоровая кость утрачена в результате несчастного случая, болезни или врожденного дефекта, в настоящее время решением является замена её костью животного или донора. Однако легко могут возникнуть осложнения, такие как отторжение, что может привести к инфекции или ошибкам имплантации после операции.

Другой, более безопасный способ — взять кость из другой части тела и пересадить её в нужное место. В настоящее время это оптимальное решение для пациентов, нуждающихся в костной пластике. Однако это приводит к тому, что участки тела с отсутствующей костью будут испытывать трудности с подвижностью.

Американскому кинокритику Роджеру Эберту, потерявшему челюсть из-за рака, также удалили бедренную и плечевую кости, чтобы заменить челюсть. Для детей с врожденными дефектами костей проблема еще более серьезная, поскольку их скелет еще не полностью сформирован.

Для решения этой проблемы изучаются многочисленные методы, такие как использование технологии 3D-печати для создания частей костей для трансплантации, подходящих для дефекта каждого пациента, или использование методов стволовых клеток для поддержки регенерации костей.

Новый подход EpiBone представляет собой естественное сочетание этих тенденций. Сначала пациент проходит компьютерную томографию для создания точного трёхмерного изображения кости, которую необходимо сконструировать, и затем изготавливается каркас. Затем берётся образец жировой ткани пациента для извлечения стволовых клеток. Стволовые клетки выращиваются на трёхмерном каркасе, формируя полноценный костный трансплантат.

Каркас и стволовые клетки будут культивироваться в специальной камере роста, называемой биореактором, которая имитирует условия в организме человека. Для трансформации стволовых клеток в клетки роста костей (остеобласты) на трёхмерном каркасе необходимо поддерживать оптимальные условия: температуру, влажность, кислотность и питательные вещества.

Через три недели трёхмерный скелет трансформируется в сегмент человеческой кости, подходящий каждому пациенту. Поскольку он создан из собственных стволовых клеток пациента, вероятность отторжения его организмом крайне мала.

Прежде чем этот метод будет официально применен к человеку, предстоит ещё провести множество исследований, хотя трансплантация искусственной кости свиньям уже прошла успешно. Научная основа этого метода заключается в том, что стволовые клетки могут трансформироваться в любой тип клеток организма при создании соответствующих условий. Несмотря на всё ещё немало трудностей, исследовательская группа полагает, что благодаря этой новой технологии удастся снизить риск деформаций костей или травм, вызывающих их повреждение.

По данным VnExpress