Команда учёных создала искусственное лёгкое с ультратонкой гидрогелевой мембраной. Она способна растягиваться и сжиматься так же, как альвеолы человека при вдохе и выдохе. В ходе испытаний конструкция выдержала 240 тысяч дыхательных циклов и показала реалистичную реакцию на вирус гриппа.
Главное отличие новой разработки в том, что она не просто воспроизводит структуру лёгочной ткани, но и передаёт клеткам механические движения, похожие на настоящее дыхание. Это позволяет точнее изучать, как клетки ведут себя в живом организме и как реагируют на воспаление, инфекции и лекарства.
Новая технология позволила создать реалистичную модель искусственного лёгкого
В основе системы лежит ультратонкая мембрана из композитного гидрогеля. Она получилась мягкой, эластичной и при этом достаточно прочной. Конструкция имитирует работу альвеол при вдохе и выдохе, а сама установка воспроизводит перепады давления, похожие на работу диафрагмы. Модель выдержала 240 тысяч циклов растяжения и сжатия. С помощью 3D-биопечати учёные также воссоздали трёхслойную структуру альвеол, которая включает сосудистые клетки, базальную мембрану и эпителиальные клетки. В экспериментах система показала реакцию на вирус гриппа, близкую к естественной.
Ранее для подобных моделей часто использовали синтетический полимер PDMS. Он удобен в работе, но по свойствам заметно отличается от живой ткани. Новая версия выполнена на основе гидрогеля, который ближе к биологическим материалам. При этом исследователям удалось решить старую проблему: сделать мембрану одновременно очень тонкой и устойчивой к нагрузкам.
Такая технология важна для медицины и биоинженерии. Она позволяет изучать лёгочные заболевания в более реалистичных условиях. Это особенно полезно для понимания механизмов воспаления, повреждения тканей и действия вирусов. Также система может помочь в более точной проверке новых препаратов.
Для обычного человека это означает перспективу появления более эффективных лекарств и более точных методов исследования болезней лёгких. Такие модели могут ускорить разработку терапии и снизить зависимость от менее точных лабораторных методов.
Южнокорейские исследователи предложили более реалистичную модель искусственного лёгкого, которая сочетает биологически близкий материал и имитацию дыхательных движений. Это делает систему перспективным инструментом для изучения болезней лёгких и проверки новых методов лечения.
На прошлой неделе в рубрике «Первопроходцы» мы рассказывали об исследователях из Университета Чжэнчжоу и Университета Аделаиды, которые представили новую охлаждающую ткань фиолетового цвета. Разработка решает одну из главных задач в этой области: как сохранить яркий цвет материала и одновременно обеспечить ему способность отражать солнечное излучение и отводить тепло.
Источник: Хайтек+
