Титановый носитель для клеток

Пористый титан можно рассматривать как перспективный материал для клеточной терапии. К такому выводу пришли российские ученые, исследовав его свойства. (Более подробную информацию можно найти на сайте: diamed-90001111@yandex.ru )

Сегодня ученые вплотную подошли к созданию искусственных аналогов тканей и органов. Но для решения этой задачи потребовалось создание носителей для клеточного материала. Клетки, размещенные на носителе, живут в организме значительно дольше, чем клетки, просто введенные в ткань, эффективность трансплантации при этом возрастает. Для создания носителей используют разные материалы: графит, полимеры, керамику, металлы и их сплавы, в частности, пористый никелид титана, нержавеющую сталь, кобальт-хромовые сплавы. При всех своих достоинствах, эти материалы могут вызывать сильное воспаление и некроз клеток. Кроме того, ионы никеля обладают канцерогенной активностью, а ионы хрома проникают в клетки и повреждают ДНК.

Этих недостатков лишен биологически инертный титан. Увеличение содержания титана в организме даже на несколько порядков не вызывает ни рака, ни аллергии, ни отравления. Неудивительно, что пористый титан нашел самое широкое применение в медицине, и когда стал вопрос о поиске носителя для имплантатов, исследователи вновь обратились к этому материалу.

Пористый титан исследователи получали из спеченного титанового порошка. После спекания порошинки образуют каркас с открытыми порами размером от 50 до 200 мкм. Материал получается достаточно упругим и прочным и по механическим свойствам подобен губчатому веществу бедренной кости человека. После обжига в пламени спиртовки пористый титан можно насытить жидкостью, и тогда материал становится пригоден для заселения клетками. Эксперименты показали, что на пластинках из пористого титана могут расти клетки костного мозга. Титановые пластинки помещали в питательную среду с взвесью клеток, а через сутки переносили в свежую питательную среду. Клетки костного мозга, заселившие поры носителя, великолепно себя чувствовали даже через шесть недель. За это время культура приобретала свойства, сближающие ее с настоящей тканью. Так, молодые клетки костного мозга, близкие по свойствам к стволовым, находились внутри пор и почти не выходили наружу, подобно тому, как в естественных условиях стволовые клетки не покидают костный мозг. Зато созревшие клетки активно выходили в окружающую среду.

На основе пористого титана исследователи создали «искусственную эмбриональную печень» человека, заселив носитель клетками печени одиннадцатинедельного эмбриона. Искусственный орган пересадили мышам, и он прижился, а через три-четыре недели начал активно функционировать. Об этом ученые судили по высокому содержанию эритроцитов с фетальным (зародышевым) гемоглобином, который мог образоваться только в «искусственной печени», а у взрослых мышей практически не встречается.

Мыши-реципиенты страдали от злокачественной опухоли, а трансплантат из эмбриональных клеток печени на 26% снизил активность опухолевого процесса, что, по-видимому, вызвано реакцией «трансплантат против опухоли». К сожалению, в трети случаев развилась и другая реакция — «трансплантат против хозяина». Иммунный конфликт назрел, когда «повзрослели» пересаженные эмбриональные клетки и превратились в иммуногенную ткань. Зафиксированный учеными иммунный ответ можно считать умеренным в виду огромного количества пересаженных клеток. Исследователи даже предполагают, что пористый титан обладает иммуноизолирующими, барьерными свойствами. Не будь их, реакция «трансплантат против хозяина» была бы гораздо сильнее, тем более что мыши перед трансплантацией не получали иммуннодепрессантов.

Таким образом пористый титан признан безопасным для трансплантации материалом, а импланты, созданные на его основе, по мнению ученых, можно считать гибридными искусственными органами, предназначенными для временной или постоянной замены утраченной функции естественных органов.