Как вырастить новую кость? 3D-биореактор на ребре для челюстно-лицевой хирургии

Представьте, если бы ваш организм сам выращивал для вас идеальную заплатку для кости. Звучит как фантастика? А вот ученые из Университета Райса придумали, как это сделать. Они превратили ребро в живой 3D-биореактор. Смысл в том, что стволовые клетки и сосуды прямо из ребра прорастают в заранее подготовленную форму и медленно, неделя за неделей, превращают её в натуральную костную ткань — идеально подходящую именно вам, рассказывает EurekAlert.

Эта работа — часть огромной десятилетней программы, которую финансирует Институт регенеративной медицины армии США. Их цель амбициозна и благородна: заставить тело лечить само себя, особенно когда дело касается тяжелых травм лица и челюсти.

Новая технология может полностью заменить устаревшие и болезненные методы, когда для реконструкции выпиливают кусок кости из бедра, голени или плеча. Неудобно, долго, а зачастую и неидеально.

Как это выглядело на практике? Ученые взяли овцу, сделали в её нижней челюсти прямоугольный дефект — как после травмы. Затем они спроектировали и напечатали на 3D-принтере точную форму-имплант из оргстекла. Дальше — самое интересное. Они хирургически «оголили» надкостницу на ребре животного — эта оболочка просто кладезь стволовых клеток и сосудистой сети. На это место установили форму с каркасом внутри. Каркас был либо из натурального костного порошка, либо из синтетических биоразлагаемых материалов.

Девять недель. Именно столько форма провела, прикрепленная к ребру, пока живая ткань не заполнила её целиком. Потом этот готовый «костный блок» вырезали, извлекли и пересадили на место дефекта в челюсти. И он прижился! Кость срослась, а сверху даже образовались мягкие ткани. Вы только вдумайтесь: это же живая, собственная кость животного, а не чужеродный имплант.

«В потенциале мы можем вырастить новую кость сразу на нескольких ребрах одновременно», — делится планами один из авторов проекта, Герри Кунс. Это открывает путь к сложнейшим реконструкциям.

Кстати, о сосудах. Пока в Хьюстоне выращивали кость, канадские коллеги совершили прорыв в другой, но смежной области: им удалось создать в лаборатории идеальные миниатюрные сосуды-органоиды. Они не только выглядят как настоящие, но и функционируют как настоящие — и уже успешно прижились у мышей. Похоже, эра регенеративной медицины, где органы и ткани растут по запросу, уже на пороге.