Биоискусственная почка имплантируется и работает, как обычная почка, после чего больному не требуется принимать препараты, необходимые для искусственного угнетения иммунитета и для разжижения крови.

В состав имплантата входит гемофильтр, состоящий из кремниевых полупроводниковых мембран, очищающих кровь от шлаков и биореактора, в котором искусственные клетки почечных канальцев выполняют некоторые функции обмена веществ – регулируют объем воды, электролитный баланс и ряд других. Мембраны также предохраняют клетки от агрессии иммунной системы 

В серии тестов каждая из частей была протестирована отдельно, а потом вместе на одном устройстве. Через искусственную почку проходят две основные артерии – по одной кровь поступает для очистки, а по другой – после фильтрации возвращается в организм.

В ходе экспериментов ученые доказали: биоискусственная почка работает, довольствуясь только кровяным давлением пациента, без необходимости использования специального медицинского оборудования.

Команда ученых планирует сфокусироваться на дальнейшем развитии технологиии, провести углубленные предклинические тесты, и в итоге выйти на клинические испытания.

Искусственная поджелудочная железа протестирована на пациентах с диабетом 2 типа

Искусственная поджелудочная железа мониторит уровень глюкозы в крови и автоматически вводит инсулин по мере необходимости 

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine, участвовали 26 пациентов, которые протестировали так называемую искусственную поджелудочную железу. Устройство работает путем соединения подкожного датчика глюкозы с инсулиновой помпой для автоматической регулировки доз препарата. Его работа контролируется с помощью приложения для смартфона.

В течение 20 дней исследователи следили за тем, как хорошо работает искусственная поджелудочная железа и как долго уровень глюкозы в крови пациентов находился в пределах целевого диапазона.

Результаты показали, что использовании искусственной поджелудочной железы приводило к тому, что уровень глюкозы в крови пациентов оставался в целевом диапазоне в среднем 53% времени, по сравнению с 38% при обычном методе лечения. Пользователям также удалось избежать приступов сильного низкого уровня глюкозы при одновременном снижении общего уровня глюкозы. 

 

University of Cambridge

Из этих трех компонентов состоит искусственная поджелудочная железа 

Помимо этого, искусственная поджелудочная железа адаптировалась под пациентов и начинала лучше работать со временем. Время пациентов в целевом диапазоне увеличилось с 36 % в начале тестирования до более 60% – к концу. Пользователи также отметили, что тратят меньше времени на контроль своего состояния и меньше переживают об уровне глюкозы в крови. 

«Искусственная поджелудочная железа не только увеличила количество времени, которое пациенты проводят в пределах целевого диапазона уровней сахара в крови, но и дала пользователям душевное спокойствие. Они смогли тратить меньше времени на то, чтобы сосредоточиться на контроле состоянием и беспокоиться об уровне сахара в крови, и больше времени на то, чтобы жить своей жизнью», – заключили исследователи.

Ранее исследователям удалось с помощью биопечати создать миниатюрной поджелудочной железы человека с кровеносными сосудами из стволовых клеток. Подробнее об этом в нашем материале.

Ученые протестировали новые биоматериалы. Они заменят человеческие кости и ткань

Авторы новой работы изучили разные типы материалов для того, чтобы максимально эффективно делать пересадку костной ткани.

Травмы костей лица и черепа сложно устранить, потому что при таком процессе заживления должны взаимодействовать разные типы клеток. Авторы новой работы изучили несколько материалов, которые используют при операции, чтобы понять, какой из них работает лучше всего.

Ежегодно во всем мире проводится более 2 млн. операций по пересадке костной ткани. Обычно в таком случае их часто восстанавливают с помощью регенеративных биоматериалов. 

Исследователи адаптировали биоматериал коллагена и изучили, как он влияет на процессы, важные для регенерации костей например, активность стволовых клеток, активация иммунных клеток и активность эндотелиальных клеток. Все это важно для образования новых кровеносных сосудов.

Исследователи отслеживали рост эндотелиальных клеток в течение 6-12 часов. В результате среда, которая генерировалась стволовыми клетками в каркасах хондроитин-6-сульфата, быстрее всего начала формировать кровеносные сосуды, по сравнению с остальными. 

Авторы отмечают, что в своей новой работе они доказали, что существуют различия в реакциях клеток в зависимости от того, какой материал используется. Важно понять эти взаимодействия, прежде чем переходить к более сложным экспериментам. 

Ученые создают универсального "нанокурьера" для медицины будущего

Нанозонд для точечной доставки лекарств к пораженным тканям организма создали ученые Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) в составе международной группы. По словам авторов, их разработка поможет создать универсальное средство адресной доставки препаратов для эффективной терапии сердечно-сосудистых болезней, рака, диабета и целого ряда других патологий. Статья опубликована в журнале Nanomaterials, передает РИА Новости.

Адресная доставка лекарств в определенные ткани и клетки – одно из наиболее актуальных направлений в терапии очаговых заболеваний, среди которых патологии сердца и сосудов, рак, туберкулез, диабет обоих типов и другие, рассказали ученые НИЯУ МИФИ.

Данный подход можно реализовать за счет использования нанозондов – особых конструкций, способных нести на себе лекарственный препарат и специальные молекулы, позволяющие "нацелиться" на очаг патологии. Зонд должен быть малого размера, порядка десятков нанометров, и при этом обладать строго определенными физико-химическими свойствами и как можно меньшей токсичностью.

Как объяснили ученые НИЯУ МИФИ, технологии создания подобных систем в мире находятся на ранних этапах разработки, поэтому ключевая задача сейчас – изучение процесса доставки лекарства. Для этого необходимо, чтобы движения зондов в организме можно было визуализировать в реальном времени, для чего применяется специальная лазерная подсветка.

Всем этим условиям, по словам создателей, удовлетворяет новый сверхминиатюрный зонд, разработанный сотрудниками Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ в соавторстве с другими российскими учеными и исследователями из Франции.

Новый нанозонд состоит из фотолюминесцентного нанокристалла, так называемой квантовой точки (КТ), и прикрепленных к ее поверхности молекул производных акридина – препаратов, помогающих зонду преодолеть клеточную мембрану. Преимущества этой системы перед аналогами, по словам создателей, – намного большая яркость КТ при сверхминиатюрных размерах.

“Квантовые точки – флуоресцентные наноструктуры, применяемые в некоторых высокотехнологичных областях. Они способны поглощать свет в широком диапазоне, а излучать – в узком, определяемом размерами нанокристалла. То есть та или иная квантовая точка "светится" строго определенным цветом. Эти свойства делают КТ практически идеальным инструментом для сверхчувствительной регистрации биообъектов в медицине”, – рассказал заместитель заведующего Лаборатории нано-биоинженерии (ЛНБИ) НИЯУ МИФИ Павел Самохвалов.

Размер нового зонда – всего около 15 нанометров, что в сотни и тысячи раз меньше клеток человека, рассказали ученые. Яркая люминесценция КТ позволяет с помощью направленного лазерного луча отслеживать движения зонда сквозь ткани организма. Специальная оболочка из полиэтиленгликоля с карбоксильными концевыми группами делает нанозонд биосовместимым: как показали эксперименты, благодаря этому он быстро накапливается в клетках в нужном объеме.

“Новый нанозонд предназначен прежде всего для экспериментальных исследований при разработке инструментов адресной доставки противораковых препаратов. Однако он также является прототипом универсального инструмента такого рода”, – объяснил Павел Самохвалов.

В исследовании приняли участие специалисты Первого московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Национального медицинского исследовательского центра онкологии им. Н.Н. Блохина и Университета Реймс Шампань-Арденны.

Инженеры разрабатывают лазерный скальпель для идеальных хирургических операций

Сейчас в разработке находится проект лазерного хирургического скальпеля: он будет наносить минимальные повреждения при операции.

Экспериментальный оптико-механический завод, который входит в корпорацию Роскосмоса, разрабатывает хирургический скальпель, который будет делать оптимальную рану с необходимым гемостазом.

Повреждения прилежащих органов и отеки будут минимальными. 

Лазерный скальпель будет состоять из стационарной и подвижной частей:

• На стационарной — лазер и блоки управления.
• На подвижной — компактный излучатель, соединяющийся с лазером световодом.

Переданная энергия обычно фокусируется в точке, находящейся на расстоянии 3–5 мм от конца излучателя. 

Пресс-служба корпорации 

В отличие от обычного скальпеля, лазерный не только рассекает ткани, но может и соединять края небольших разрезов, то есть может производить биологическую сварку.

Основное преимущество лазерного скальпеля — малая травматичность операции из-за незначительной ширины разреза.

Новые микроботы быстро доставляют лекарства внутри организма. Ими управляют ультразвуком

Ученые разработали новые микроботы, которые могут доставлять лекарства в определенные места организма: их можно подзаряжать с помощью лазера.

Авторы новой работы напечатали микроботов размером с клетку с помощью системы лазерной литографии для 3D-печати Их сделали из гидрофобной (водоотталкивающей) смолы. 

Для того, чтобы питать и направлять микроботов, авторы использовали внешний ультразвуковой преобразователь: его нужно навести на цель, после этого звуковые волны заставляют пузырьки колебаться и толкают робота вперед. Таким образом можно управлять ими дистанционно. 

Новые роботы смогут без лишних вмешательств доставить лекарства к определенному органу или области в организме человека: новая разработка мобильнее, чем аналоги и быстрее перемещается по организму. 

Сейчас ученые работают над созданием роботов из биосовместимых и биоразлагаемых материалов, чтобы они безвредно растворялись в организме, как только их работа будет выполнена.

Биологи разработали светящийся материал для медицинской визуализации

Ученые использовали естественную способность древесины слабо светиться, чтобы разработать новый фосфоресцирующий материал. Потенциально его можно использовать в самых разных областях — от медицинской визуализации и оптического зондирования до красителей и красок, «светящихся в темноте».

В процессе фосфоресценции при комнатной температуре (RTP, Room-temperature phosphorescence) материал поглощает энергию с короткой длиной волны (например, УФ-свет), а затем излучает ее как видимый свет. С другой стороны, флуоресцентные материалы перестают светиться, когда свет выключается.

Международная группа исследователей под руководством Северо-Восточного лесного университета (Китай) и университета Бата (Великобритания) исследовала естественные фосфоресцентные свойства лигнина , основного компонента древесины. Они выяснили, что, например, липа слабо фосфоресцирует естественным образом, выделяя свет в течение нескольких миллисекунд из-за того, что лигнин находится в трехмерной матрице целлюлозы. Это вдохновило их на имитацию светящихся свойств материала путем сшивания лигнина в трехмерную полимерную сеть.

В результате он стал заметно светиться в течение примерно одной секунды. Ученые обнаружили, что, изменяя размеры полостей в сети и время высыхания полимера, можно корректировать продолжительность фосфоресценции.

«Большинство современных фосфоресцирующих материалов либо токсичны, либо сложны в приготовлении, поэтому мы хотели разработать новый, который преодолел бы эти ограничения» — отмечает профессор Тони Джеймс из Центра устойчивых круговых технологий университета Бата (Великобритания).

Вышивка флуоресцентной нитью на левом листе и фосфоресцентной нитью на двух цветках. Оба светятся в ультрафиолетовом свете (в центре), но только фосфоресцирующая нить ненадолго светится в темноте (справа). Предоставлено: Северо-восточный лесной университет.

Чтобы продемонстрировать новый материал, команда использовала его для окрашивания нитей, которые можно использовать в люминесцентном текстиле для защиты от подделок. В будущем он пригодится для медицинской визуализации. Напомним, медицинская визуализация — метод и процесс создания визуальных представлений внутренних структур тела для клинического анализа и медицинского вмешательства, а также визуального представления функций некоторых органов или тканей.