Клеточные механизмы регенерации органов и тканей. Разработка тканеинженерных конструкций с использованием биологических и синтетических каркасов

Под трансплантацией понимают метод, при котором орган/ткань от пациента-донора переносится пациенту-реципиенту. Основным фактором, ограничивающим практику трансплантации, является дефицит подходящих органов и тканей либо из-за низкого качества, либо из-за отсутствия доноров. К тому же врачи часто сталкиваются с проблемами отторжения имплантируемого материала из-за иммунного ответа организма-реципиента и воспалительного процесса, спровоцированного попаданием в ткани вокруг импланта патогенных бактерий. Поэтому одним из вариантов решения данной проблемы является использование каркасов, изготовленных из биологических и синтетических материалов, которые могут обеспечить механическую поддержку для клеток и имитировать необходимую структуру для регенерации повреждённого органа или ткани. В настоящее время для создания таких каркасов используются материалы различного происхождения. Синтетические биоматериалы представляют собой в основном полимеры (катионпроводящие синтетические мембраны, нейлоновые волокна, полимолочная кислота и др.), которые являются относительно недорогими и обладают выраженными эластичными характеристиками, что способствует повышению биосовместимости и контролю деградации этих материалов, и физическими свойствами, которые бы соответствовали нативным тканям. Для получения композиционных каркасов из биосинтетических материалов обычно используют комбинацию полимера и биоматериала. Для создания таких конструкций многие исследователи прибегают к использованию электроспиннинга, 3D-биопринтинга и др. Среди биоматериалов большие перспективы в регенеративной медицине имеют децеллюляризированные ткани, которые сохраняют состав и структуру нативного внеклеточного матрикса (ВКМ), обеспечивая рецеллюляризацию, например, с клетками, совместимыми с реципиентом, снижая иммунный ответ. Также, на основе децеллюляризированного ВКМ создают гидрогели, которые используются как действующее вещество само по себе, так и в качестве носителя различных активных белковых молекул при лечении ран различной этиологии. Наиболее перспективным материалом для лечения поверхностных ран являются повязки на основе дермальных гидрогелей, так как они препятствуют возникновению спаек подлежащих тканей, обладают обезболивающим эффектом и положительно влияют на заживление ран за счет содержания биологически активных компонентов. Несмотря на значительный прогресс, связанный с внедрением различных методов и материалов, существует ряд проблем, связанных со сложностью производства и требующих серьезных материальных затрат, поэтому актуальным решением является поиск альтернатив и улучшение уже имеющихся методов.