Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Иллюстрация 1
Иллюстрация 2
Иллюстрация 3
Иллюстрация 4
Гель

Напечатанный хомо сапиенс

Ключевые слова:  Интернет-олимпиада, мнение, Наноазбука

Автор(ы): Шелковин Александр Павлович

Опубликовал(а):  Травкин Илья Олегович

10 мая 2009

Ответ Шелковина Александра Павловичана задачу "Напечатанный хомо-сапиенс" секции "Школьники-биология"

Вообще, от того как поведут себя клетки для создания искусственного органа, зависит от того, какие клетки мы будем использовать, так как печатаем мы на биобумаге, подложку мы трогать не будем… Так как всё будет находиться на геле. Хотя если мы к примеру возьмём не коллагеновый гель, а например тефлон… Но, к сожалению, на тефлоне хорошо выращивать только нервы, но не органы – преградой становятся тромбоциты.

  • В любом из этих случаем, для начала клеткам необходимо активировать процесс деления. Так как принтер печатает конгломератами клеток в небольшом количестве. Благодаря этому получается необходимое количество клеток для начала обособления тканей, что в последствии приводит к формированию органа.
  • Итак, давайте рассмотрим пример со стволовыми клетками… Фил Кэмпбелл (Phil Campbell) и его коллеги из американского университета Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University) приспособили струйный принтер для печати "чернилами", содержащими фактор роста стволовых клеток. В принципе, из стволовых клеток можно получить любые клетки, только воздействуя на них определенным веществом. В данном случае это фактор роста BMP – 2. (Благодаря этому фактору стволовые клетки дифференцируются в остеогенные клетки (клетки костной ткани), а если не добавлять этот фактор, то они пойдут по стандартному пути – начнут превращаться в этот пример.), почему я решил рассмотреть этот пример – благодаря этому способу можно построить красный и жёлтый костный мозг, что тоже является органами, причём достаточно значимыми в организме. Можно, например, использовать мезенхимальные стволовые клетки ((mesenchymal stem cells, MSC)). Кстати, доказано, что часто для каждого пациента необходимо подбирать определённый фактор роста… (ещё можно использовать кортикостероид дексаметазон (DEX)). Затем, после образования различных клеток им необходимо дифференцироваться. Хочу заметить, что в коллагеновый гель ещё добавляют фактор дифференцировки клеток и сигнальные молекулы. Так вот. После того, как мы получили различные типы клеток, мы должны их заставить обособиться и начать дифференцировку. На помощь приходят так называемые факторы дифференцировки. Клетки должны прореагировать с веществами, обладающими свойствами клеточной адгезии и межклеточного узнавания - функциями установления специфических межклеточных связей в организме. Но до этого надо дать клеткам команду для начала построения ткани. Для этого используются различные сигнальные вещества. Чаще всего не все клетки, после того как начинают деление, сразу начинают формировку тканей, обычно следует привлечь их внимание – сигнальные вещества, или акцепторы кеток, чаще всего какие-то специфические белки, на которые отреагируют эти клетки. (к сожалению для костной ткани я не могу назвать эти факторы, но, например, клетки гепатоциты реагируют на маркированный белок, который они бракуют в организме во время своей работы в организме. Такие белки либо синтезируют, либо берут готовые. Гепатоциты обращают на них внимание, концентрируются вокруг них, затем срабатывает фактор «клеточной адгезии и межклеточного узнавания». Что приводит к формированию связей между гепатоцитами – соответственно формируется ткань. Один большой шаг. Состоящий из множества маленьких шажков сделан на пути к созданию искусственного органа. Так как в органе различные типы клеток, то для каждой необходим свой сигнальный фактор, именно благодаря этому и происходит дифференцировка клеток и начинает строиться орган. Однако такой процесс можно осуществить и без химических веществ (это если мы рассматриваем кость)… надо обратить внимание, на какой подложке мы выращиваем нашу кость. Когда она достаточно шероховатая, это приводит к тому, что стволовые клетки склоняются самостоятельно к решению дифференцироваться в клетки костной ткани… Вот такая особенность есть. (но в данном случае мы её не трогаем, так как мы делаем печать на бумаге. А не, например, в трёхмерной чашке Петре.
  • Теперь рассмотрим другой пример. Допустим, нам надо вырастить сердце. Принтер печатает конгломератами клеток, которые содержат в себе клетки сердечной мышцы и эпителиальные клетки, так же ещё есть «сферойды» с коллагеном. На гель наносим первый слой клеток. Они, естественно, начинают делиться, их становится больше, мы также пользуемся сигнальными молекулами и фактором клеточной адгезии и межклеточного узнавания, фактором дифференцировки… В геле будет присутствовать фактор роста, только у него будет немного другая роль.. Он, конечно, повлияет на дифференцировку и некоторые процессы, но он не станет уже определять клетки, становиться им костной тканью или мышечной. Кстати для приманки для клеток можно использовать клетки эндотелия… Габор Форгач (из университета Миссури (University of Missouri-Columbia)) именно так и делал.

Эти два примера я привожу потому, что хочу отметить вот какой факт. В принципе, все клетки будут проходить одинаково те процессы, которые я подробно расписал в первом примере (1) начало деления, 2) взаимодействие с сигнальной молекулой, для привлечения внимания, 3) взаимодействие с веществами обладающими свойствами клеточной адгезии(сцепление) и межклеточного узнавания - функциями установления специфических межклеточных связей в организме 4) взаимодействие с дополнительными веществами, такими, как фактор роста, и т.д… Но, смотря какой мы орган собираем и из каких клеток, к этим факторам могут добавиться дополнительные, может меняться время… Плюс к этому иногда некоторым клеткам нужен необходимый толчок для начала развития, например, специфического эндотелия или нервов (тут понадобятся определенные гормоны и аминокислоты). А при работе со стволовыми клетками можно использовать в качестве роста ещё и РНК-интерференцию. Основные принципы того, что должно произойти, я указал, но встаёт другой вопрос - какой именно орган надо создать… Потому что к этим факторам мы можем приплюсовать ещё некоторые. Ведь каждый орган обладает своей спецификой, например печень будет создать гораздо сложнее чем ту же самую кость…

Итак, начнём попорядку. Когда принтер печатает конгломератами клеток и они попадают на коллагеновый гель, то они раскупориваются и начинают делиться… Процесс деления может происходить до тех пор, пока в геле не закончатся питательные вещества и другие специфические вещества, необходимые для обеспечения жизнедеятельности и деления… Иными словами этот процесс может идти бесконечно долго, при соблюдении этих условий,… Это первое, что существенно препятствует самостоятельному формированию органа. Как я уже отвечал на предыдущий подпункт, клетки необходимо привлечь чем либо – клеточный акцептор, или иными словами так называемая затравка. Тем более, если мы воспользуемся стволовыми клетками, то они не начнут дифференцировку в другой тип клеток, пока они не получат специфический химический сигнал… Ну а до тех пор они будут делиться, пока у них есть на это возможности. Это тоже существенный минус, который можно даже рассмотреть как отдельный случай, не как случай беспорядочного деления.

Так как орган состоит не из одного типа тканей, то различные типы клеток, образующих эти ткани, после того как мы например их уже привлекли к сбору в одной точке не могут просто так «поздороваться друг с другом и начать обустройство нового жилья» … Они будут просто концентрироваться в этом месте и всё. Нет, конечно то, что они собираются в этой точке, это безусловно хорошо, так как это начинает способствовать началу формирования ткани. Простое скопление клеток препятствует образованию тканей, так как для начала общей организации им необходимо прореагировать с веществами обладающими свойствами клеточной адгезии (сцепление) и межклеточного узнавания - функциями установления специфических межклеточных связей в организме. Тогда клетки начнут взаимодействовать друг с другом… Только тогда начнётся формирование ткани. Безусловно, это большой минус, что клетки не могут сами самостоятельно начать взаимодействовать друг с другом, они просто в результате того простоя могу погибнуть не образовав никакого комплекса.

Перед тем, как создать конгломераты клеток, их нарезает и формирует специальный аппарат… Дело в том что мы не изучаем детально геном всех клеток… Тем более когда мы пользуемся стволовыми клетками, то и изучать не надо, тут надо только наблюдать. Дело в том, что некоторые клетки могут начать дифференцироваться в раковые клетки, что уже не просто может помешать нормальному функционированию тканей, но и может побудить остальные клетки к дифференцировки в раковые, что привести может к образованию опухоли и гибели части почки. В результате деления в среде обитания клеток могут накапливаться продукты их метаболизма, что может приводить к угнетению их деления и нормального развития. В результате сбоев в генетической программе при делении, либо это происходит при плохой наследственности клетки, может включаться программа аппоптоза в клетке, а это так же может побудить соседей к этой же программе. Если нам, например, надо собрать костный мозг и сформировать кость, то можно воспользоваться стволовыми клетками… Но ещё до начала взаимодействия с факторами роста клетки могут начать дифференцироваться в мышечную ткань, что помешает нормальному формирования ткани костного мозга в дальнейшем.

Выделяя различные вещества в среду временного обитания клетки могут сцепляться друг с другом и погибать. Безусловно такой результат возможен, мало того, его добились учёные из университета Миссури (University of Missouri-Columbia)… Профессор Габор Форгач (Gabor Forgacs) и его лаборатория Forgacslab в рамках проекта Organ Printing занимается культивацией тканей при помощи 3-х мерной печати конгломератами клеток. Одним из последних опытов Форгача как раз связан с сердечной тканью. Форгач и его коллеги из университета Миссури (University of Missouri-Columbia) создали функциональные кровеносные сосуды и кусочки сердечной ткани при помощи своего перспективного способа печати органов. Преимущество нового метода в том, что такая основа вообще не требуется — форму сосуда, кусочка печени или сердечной мышцы задаёт сам принтер.

Сначала (смотрите рисунок) специальное устройство нарезает заранее культивированную ткань (не являющуюся, однако, органом) или, точнее, плотную клеточную суспензию на микроскопические цилиндрики с соотношением диаметра и длины 1 : 1 (a). Далее цилиндрики эти скругляют в питательной среде, формируя микросферы – "биочернила". Одна их капля показана на фото. Диаметр её составляет 500 микрометров. Оранжевый цвет ей придаёт специальный краситель, введённый в мембраны клеток (b). Картридж (c) принтера содержит микропипетки, заполняемые такими микросферами одна за другой. Трёхмерный принтер (d) может по очереди выдавать эти шарики (учёные также называют их "сфероиды") с микронной точностью. Микропипетки и область работы печатающей головки исследователи могут наблюдать в реальном времени при помощи камер, встроенных в принтер (e). Печатает прибор сразу тремя "цветами". Два из них — это сфероиды с целевыми клетками (в последних опытах Форгача это были клетки сердечной мышцы и эпителиальные клетки), а третий — скрепляющий гель, содержащий коллаген, фактор роста и ряд других веществ. Он нужен будущему органу, чтобы сохранить свою форму до того момента, когда целевые клетки срастутся между собой. Важно, что печатается гель вместе с "запчастью", в виде последовательно наносимых двухмиллиметровых слоёв, в которые и оказываются погружены микросферы с клетками разного типа (f).

Нанесённые вперемешку с гелем сфероиды (с тысячами клеток каждый) постепенно объединяются в нужную ткань, гель же удаляется. При печати клетками эндотелия в смеси с клетками сердца группа Форгача получила кусочек работоспособной мышцы, в которой все клетки объединились в единую систему через 70 часов после печати и начали синхронно сокращаться через 90 часов. При этом клетки эндотелия собирались в некие трубочки, напоминающие капилляры. Примеры напечатанных Габором тканей и биологических "запчастей": (a) расположенные кольцом частицы "биочернил" (флуоресцирующие благодаря красителю двумя цветами) сразу после печати и через 60 часов; (b) эволюция трубки, набранной из колец, показанных на картинке (a); (c, вверху) 12-слойная трубка, составленная из клеток гладких мышечных волокон пуповины; (c, внизу) разветвлённая трубка (прообраз сосудов для трансплантации); (d) построение сокращающейся сердечной ткани. Слева показана решётка (6 х 6) из сфероидов с клетками сердечной мышцы (без эндотелия), распечатанных на коллагеновой "биобумаге". Если в те же "чернила" добавляются клетки эндотелия (второй рисунок — красный цвет, кардиомиоциты же тут показаны зелёным), они заполняют сначала пространство между сфероидами, а через 70 часов (d, справа) вся ткань становится единым целым. Внизу: график сокращения клеток полученной ткани. Как видно, амплитуда (отмерена по вертикали) сокращений составляет примерно 2 микрона, а период — около двух секунд (время отмечено по горизонтали) (фото и иллюстрации Forgacs et al).

Но так как мы печатаем только объёмную часть почки, то мы её конечно не будем трансплантировать… Почечная ткань не будет функционировать, потому что нет обходимой регуляции. Для поддержания нормальной работы необходима определённая температура, благодаря которой происходит нормальная работа белков организма и ферментов в нём, так же и для почек – необходима нормальная температура человеческого тела. От температуры будет зависеть достаточно много факторов, как я уже сказал, начиная с того, что правльно будут функционировать белки, до регуляции гормональной деятельности и так далее (температура – не основной источник, который может влиять на активность гормонов, он один из них, но достаточно важный. Итак, первый шаг, для усовершенствования нашей ткани – это создать нормальную температуру.

Как известно, почки снабжены симпатическими и парасимпатическими нервами… Их работу необходимо регулировать… Симпатические нервы ведут к усилению реабсорбции, что обуславливает снижение в моче хлоридов, а так же сужение почечных сосудов. Раздражение парасимпатических нервов ведёт к увеличению выделения хлоридов с мочой за счёт уменьшения их реабсорбции. Для регуляции этих нервов, нам как минимум понадобиться головной мозг… Конечно можно попробовать подсоединить к данному фрагменту микрочип, который в свою очередь должен быть подсоединён к компьютеру, данный чип поможет нам, как бы это странно не звучало, подменить нейроны… Такая операция возможно, так как сейчас выдуться успешные разработки в этой области. Один микрочип может контролировать достаточно большое количество клеток и способен вести с ними обмен информацией: и сам принимать и давать команды (в данном случае раздражать симпатические или парасимпатические нервы…

Регуляция деятельности почек ведётся также и на уровне гуморальном… Это происходит под влиянием антидиуретического гормона (АДГ), или вазопрессина, который вырабатывается в клетках гипоталамуса, накапливается в задней доли гипофиза и оттуда поступает в кровь. Так как мы культивируем просто ткань (ну в данном случае – это у нас уже объемный кусочек почки, можно конечно попробовать подводить кровь к ним, только нам придется позаботиться о обогащении крови питательными веществами, кислородом и так далее… Я предлагаю более разумную идею – добавить в гель, на котором будет культивироваться почка эти гормоны, или внести их потом… Так как принтер сразу укладывает вместе с гелем и клетки это хорошая идея…

Так как я не знаток всех тонкостей процесса – то вот ещё вариант, поместить культивированную почку в питательный раствор, в котором будут содержаться в том числе и гормоны. Контролируя количество этих гормонов, мы сможем влиять на работу органа(как это происходит в организме: в организме всё начинается с повышения или понижения количества солей в крови, что ведёт к раздражению осморецепторов в гипоталамусе. От количества солей в крови и происходит регуляция гормонов в крови… Чем больше солей, тем сильнее синтезируются гормоны, чем меньше солей, тем меньше синтезируется гормон… Эти процессы изменяют осмотическое давление в крови, что так же влияет на работу почек… Что в свою очередь потом влияет на диурез. Также в среду необходимо добавить тироксин (гормон щитовидной железы) и адреналин, они также влияют на работу (сужение) приносящих сосудов клубочков.

Также клеткам необходим кислород и избавление от продуктов жизнедеятельности – можно через некоторое время просто менять среду, переносить в свежую, в которой хорошие условия для жизнедеятельности. Возможно клетки будут нуждаться в выполнении функций, для которых они непосредственно культивированы… Тогда надо им предоставить такой шанс, но я не думаю, что эта идея осуществима, так как строение самой почки достаточно сложное, а фрагмент – это фрагмент. В нём не повторена вся система почки.

Также в почечных канальцах и в самой почке создаётся опредёленное давление, как и в кровяном русле… При отсутствии этого фактора может нарушаться работа почти всех тканей почки. Как известно, давление сильно влияет на прохождение через почечные канальцы, тем самым нарушается основная функция почек. Это, кстати, напрямую связано с тем, что выращен только фрагмент почки, а не целая почка…

Так как почка не полностью напечатана, то естественно не может полностью функционировать корковое вещество и мозговое, ну а из этого уже вытекает все что я описал выше… Возможно, находясь в организме, органы как-то могут влиять друг на друга. Что тоже может быть недостающим фактором.

Вообще в качестве бумаги можно использовать инертные металлы, которые не будут пагубно воздействовать на клетки, но такая идея не очень хорошая, так как нам удастся только укладывать клетки одним слоем, мы не сможем сформировать определённую, необходимую форму… Да и в конце концов, неизвестно как та же самая платина всё-таки поведёт себя с культивируемой структурой. Для «биопринтеров» используется «биобумага» из агарозы, полиэтиленоксида (ПЭО), коллагена, тефлона (например, для выращивания отростков нервных клеток) протеина, гидрогель (получен путём соединения длинных молекул сахарозы), гель фибрина, термообратимый гель (Этот материал при температуре ниже 20 градусов Цельсия является жидкостью, а при нагреве выше 32 градусов — затвердевает. И, конечно, он совместим с биологическими тканями), созданный Анной Гатовска (Anna Gutowska) из тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (Pacific Northwest National Laboratory). Одними из первых обосновались в области «органопечатания» Ученые из университета Missouri и медицинского университета в Южной Калифорнии. Они сделали большой вклад в начало освоения этого направлении. Один из участников этой кампании профессор университета из Юты Glenn Prestwich создал новую биобумагу – так называемый гидрогель, как я уже сказал, он состоит из соединенных длинных молекул сахарозы. Она обладает хорошими свойствами, однако широкого применения она не нашла.

Агароза — получаемый из агара линейный полисахарид, образованный из чередующихся остатков B-D-галактопиранозы и 3,6-ангидридо-α-1-галактопиранозы, объединённых 14 связью. Обладает ярко выраженным свойством к формированию гелей. Точка плавления — 95 °C, точка образования геля — 45 °C. Агароза так же не нашла широкого применения, так как она не обладает свойством разлагаться, а это необходимо при культивации клеток.

Тефлон – его используют для создания искусственных капилляров, но к нему прилипают тромбоциты, что не очень хорошо скажется на будущем органе.

Как ни странно широкое распространение получил коллагеновый гель, хоть он и имеет небольшой недостаток: он имеет склонность к сжиманию и расширению, однако это компенсируется тем, что он хорошо разлагается и хорошо контактирует с дополнительными веществами в «биобумаге».

Итак, давайте рассматривать пример, когда в качестве бумаге «биопринтер» использует коллагеновый гель (кстати, кроме коллагена в такой бумаге ещё содержится фактор роста клеток и ряд других веществ, оказывающих благоприятное воздействие на культивируемую культуру. Коллаген — фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани животных (сухожилие, кость, хрящ) и обеспечивающий ее прочность. К основным достоинствам коллагена - как пластического биоматериала следует отнести его низкую токсичность и антигенность, высокую механическую прочность и устойчивость. Зачем же нужна такая бумага, для создания искусственного органа? Чтобы ответить на вопрос, для начала рассмотрим чернила, при помощи которых печатает «биопринтер». Существует один большой проект, ORGANA PRINT, в нём задействовано достаточно большое количество участников, различных учёных… Так как разработок в этой сфере достаточно много. Я приведу в пример одну из последних разработок, участника проекта ORGANA PRINT.. Итак, профессор Габор Форгач (Gabor Forgacs) и его лаборатория Forgacslab в рамках проекта ORGANA PRINT добились успехов в культивации тканей, и структур которые они могут составлять. Для печатания они использовали специальную «биокраску»… Она представляет собой «сферойды» диаметром около 500 микрометров, которые содержат в себе от 10 до 40 тысяч клеток, нарезанных из плотной клеточной суспензии ( в одном из последних опытов там применялась ткань сердца. Кроме того ещё использовались клетки эндотелия – клетки мезенхимного происхождения, которые выстилают полость сосудов сердца)) после попадания сферойдов на бумагу, уже включается роль бумаги и входящих в неё веществ.

Коллаген нужен будущему органу, чтобы сохранить свою форму до того момента, когда целевые клетки срастутся между собой (Он как «монтажный каркас», при помощи которого задают форму). Ну например если нам надо построить сосуд…. На первый слой геля принтер укладывает сферойды, затем, после нанесения двухмиллиметрового слоя сферойдов укладывается ещё один слой геля, и такая операция повторяется нужное количество раз, плюс к этому им ещё заполняют серцевину. Как я уже упомянул, коллаген обеспечивает прочность соединительных тканей – так и здесь, он играет немаловажную роль. Затем после нанесения сферойдов они лопаются, под действием специальных веществ в бумаге, из них «выходят» клетки, которые начинают размножаться и специализироваться.

Факторы роста: в своей работе Форгач применял фактор роста (так же, как Фил Кэмпбелл (Phil Campbell) и его коллеги из американского университета Карнеги-Меллона (Carnegie Mellon University), в своей работе ФИЛ применил BMP-2(костно-морфогенетические протеины). Он провоцирует превращение стволовых клеток в клетки костной ткани. Дело в том что в своём опыте Фил выращивал различные клетки… Там где этого фактора меньше, стволовые клетки идут по стандартному пути – они превращаются в мышечные клетки.) Я, к сожалению, не могу уточнить, какой фактор роста использовал Форгач, но ясно одно… Что данный фактор требуется для специализации и дифференцирования клеток… Так как там ещё присутствовали эпителиальные клетки.

Рассмотрим картинку №1. На картинке е изображена чашка Петре с коллагеновым гелем и расположенным на нём сферойдами. На картинке 2 показан примерный процесс выкладки сферойдов и формирования структуры ткани… Про саму технологию можно ещё много написать, но пора подвести итог. Вы конечно можете удивиться, зачем я написал про технологию и спросите зачем это, однако, я хочу подчеркнуть, что нельзя отвечать на вопрос, смысл которого толком не понимаешь. Бумага нужна для ряда целей.

Начала процесса культивации - благодаря специальным веществам, входящим (фактор роста, питательные вещества и другие) в состав, ноосферы (конгломераты клеток) лопаются и клетки начинают активно делиться, обособляться и дифференцироваться.

Чтобы правильно построить орган – необходим каркас этого органа… Но если составлять каркас из какого либо материала, как потом от него избавиться, если он будет внутри органа, да и вполне он может повлиять на работу этого органа. Нет, конечно можно взять исходные ткани сердца, как например Дорис Тейлор из университета Минисоты, но есть более лёгкий и более надёжный путь. При помощи бумаги (точнее, коллагена) формируется форма органа, поддерживается его прочность, клетки начинают обустраивать каркас (сами начинают обустраивать биологически безопасный каркас), который предоставили для них. Так же клетки делятся до тех пор, пока они находятся в геле. Благодаря этому можно «управлять» направлением деления, убирая гель из определенных участков культивации. Формируя тем самым ткань желаемой формы.

Для поддержания жизнедеятельности клеток – в состав геля входят специальные вещества, поддерживающие их жизнедеятельность, после извлечения их из геля, молодым слабым клеткам необходимо подводить кислород и питательные вещества.

Учёные установили, что при печати даже смешанным составом клеток получается «построить» нужный орган, так как клетки различного типа сами перемещаются на нужное место (похоже на процесс естественного развития органа). Но такой процесс будет происходить, только когда летки находятся в геле (в биобумаге), при удалении их оттуда они теряют такую возможность – значит, без такой биобумаги мы просто не сможет построить нужный орган, мы сможем получить лишь ткань из различных клеток, где ещё не ясно как они смогут взаимодействовать друг с другом. Например, стенки артерии состоят из клеток эндотелия, гладких мышц и фибробластов. Если из их смеси напечатать стенку, каждая клетка постепенно мигрирует к точке своей работы. Иными словами, необходимо как – то нацелить определенные клетки на своё место, но оказывается, они это сделают сами, только необходима специальная среда.

Гель помогает клеткам соединяться в ткань и начинать согласованную работу. Так, при печати ткани сердца они начинали сокращаться. Но сокращались хаотично относительно друг друга – в геле они постепенно объединялись в ткань и начинали согласованно работать. Возможно это связано с тем что в геле присутствуют какие-либо вещества, либо это импульсы издаваемые клетками.. Но без геля такой согласованной работы (синхронности), точнее начало такой работы не произошло бы.

Создавая на такой бумаге искусственный орган, мы сможем почти сразу использовать его в клинике, так при создании (нанесении краски) клетки не повреждаются (они находятся в специальных сферах), находясь в геле они выполняют всё сами, надо только следить за процессом и вовремя убрать лишний гель (лишнюю бумагу).

Также в гель должны вноситься вещества, обладающие свойствами клеточной адгезии и межклеточного узнавания - функциями установления специфических межклеточных связей в организме. Иначе клетки не станут формировать ткань и синхронно работать. Кроме того, они не будут задерживаться на одном месте и будут передвигаться по гелю. По всей видимости, чтобы привлечь клетки сердечной ткани, к ним добавляли клетки эндотелия… или например, если нам придёться вырастить печень, то чтобы задержать гепатоциты на одном месте и стимулировать их к сродству между собой, необходимо добавить маркированный белок ( эти белки маркируются в печени как вредные и потом удаляются из организма, гепатоцит узнаёт их по опредёлённой углеводной последоватеьноси на них), в то время если этот подарок преподнести фибробласту, он не обратит никакого внимания… Ну или например использовать молекулы гликогена…


В статье использованы материалы: Интернет-олимпиада


Средний балл: 10.0 (голосов 8)

 


Комментарии
Потрясно Кстати, Шелковин Александр, а вы есть в Контакте или ещё где-нить, а то я забыла спросить
А работу такого 3D-принтера мы видели у Люка Бессона в фильме "Пятый элемент"
Меня в Контакте нету, но есть адрес
nabiullin.alex@tut.by. Таисия, напиши что-нибудь, чтобы я мог переслать фотографии.
Пастух Евграфович, 12 мая 2009 15:57 
Прекрасно! А что, по поводу тефлона, проблему искусственного эпителия при конструировании кровеносных сосудов до сих пор ещё никто так и не решил?
Искуственный эпителий сосудов - серьёзная задача. Насколько я знаю, используется 2 подхода. Первый - "необрастайка", то есть материал с крайне низкой адгезией белка. Второй - "обрастайка", то есть полимер, быстро покрывающийся плотным монослоем белков организма, который далее и изолирует его. Оба метода - это "бег по лезвию бритвы", так как в случае сбоя свойств поверхности быстро образуется тромб.
Пастух Евграфович, 13 мая 2009 09:55 
Даже "со стороны" ясно, что это архиважная и достойная задача. Но так ли это? Хотелось бы узнать - у нас(!) этим кто-нибудь занимается и ЭТО кем-то финансируется?
Да, я есть в контакте))) Aleksandr Shelkovin правда пока я в лицее меня там просто не бывает.... Вот сдам все экзамены, поступлю - тогда зависну там хоть на день...
Всем спасибо за оценку моей работы))))) Нано - это действительно замечательно... А этот вопрос один из тех который действительно меня захватил... По возможности буду читать тсатьи с "Органапринт"... только переводы делать лень!!!!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Цветок лунного света
Цветок лунного света

Молодые ученые МГУ делятся научным опытом с воспитанниками Образовательного центра Сириус
16 - 17 июля 2017 года в Образовательном центре "Сириус" состоялись лекция и семинар выдающегося молодого ученого, ведущего научного сотрудника лаборатории материалов для электрохимической энергетики, Химического факультета, доцента факультета наук о материалах МГУ, сотрудника центра электрохимической энергетики МГУ, Массачусетского Технологического Института и Сколтеха, к.х.н. Д.М.Иткиса, посвященные принципам разработки современных электрохимических устройств для хранения энергии.

Лекции профессора Г.В.Максимова в образовательном центре Сириус
В ОЦ "Сириус" прошли лекции и встречи школьников - участников образовательной программы "Большие вызовы" с Георгием Владимировичем Максимовым, профессором кафедры биофизики биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.

Наносистемы: физика, химия, математика (2017, том 8, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume8/8-3/
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Научные конференции студентов на факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ФНМ МГУ) – являются многолетней традицией. Зимняя конференция в 7 семестре - как контрольная точка для студентов, неотрывно от учебного процесса выполняющих квалификационную работу бакалавра.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.

Проектная деятельность с точки зрения учителя

Это специальный опрос для учителей и представителей школ, которых мы просим оценить значимость предлагаемых материалов, мероприятий и перспективы их дальнейшего совершенствования на пути эффективного взаимодействия школ и ВУЗов. В опросе могут также участвовать школьники, студенты и аспиранты, особенно со своими критическими замечаниями в комментариях.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.