В типичных подходах к тканевой инженерии, в которых в качестве каркаса используются волокна, нетканые материалы часто связываются вместе с использованием электростатического поля. Этот процесс, называемый электроспиннингом, создает каркасы, необходимые для прикрепления к стволовым клеткам; однако крупномасштабное производство нерентабельно.
«Электроспиннинг производит слабые волокна, несогласованные каркасы и слишком маленькие поры», — сказал Лобоа. «Мы можем запускать нашу систему в течение нескольких часов и создавать строительные леса диаметром около десяти дюймов. Поэтому мы стремились протестировать методы, которые могли бы стандартизировать процесс. Цель« увеличения масштаба »- произвести сотни метров материала, который выглядит то же самое, имеют те же свойства и могут использоваться в клинических условиях.
Поэтому мы исследовали процессы создания текстильных изделий, таких как одежда и оконная мебель, например драпировки, для увеличения масштабов производственного процесса ».Лобоа работала со Стивеном А. Туином, недавним выпускником докторантуры из ее исследовательской группы на Объединенном факультете биомедицинской инженерии Университета Северной Каролины и Университета штата Северная Каролина (NCSU), и Бехнамом Пурдейхими из текстильного колледжа NCSU. Группа опубликовала пару статей, в которых использовались три распространенных метода создания текстиля — выдувание из расплава, спанбондинг и кардочесание — чтобы определить, будут ли эти методы создавать материалы, необходимые для имитации естественной ткани.
Выдувание из расплава — это метод, при котором нетканые материалы создаются с использованием расплавленного полимера для создания непрерывных волокон. Спанбонд изготавливается почти таким же образом, но волокна втягиваются в полотно, находясь в твердом состоянии, а не в расплавленном. Кардочесание включает в себя разделение волокон с помощью роликов, формирующих ткань, необходимую для удержания стволовых клеток на месте.Лобоа и ее коллеги протестировали эти методы для создания каркасов из полимолочной кислоты (PLA), материала, одобренного Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, используемого в качестве наполнителей коллагена, засеянных стволовыми клетками человека.
Затем они потратили три недели на изучение того, остались ли стволовые клетки здоровыми и начали ли они дифференцироваться в жировые и костные пути, что является целью использования стволовых клеток в клинических условиях, когда требуется новая кость и / или новая жировая ткань при дефекте. сайт. Результаты показали, что три метода производства текстиля оказались жизнеспособными, если не более, чем электропрядение.
«Эти альтернативные методы более рентабельны, чем электропрядение», — сказал Лобоа. «Небольшой образец электропряденого материала может стоить от 2 до 5 долларов. Стоимость трех методов производства составляет от 30 до 3 долларов США; эти методы оказались эффективными и действенными. Следующие шаги включают тестирование того, как различные каркасы создаются в трех методы выполняются после имплантации животным ".