Исследователи из Пермского Политеха в сотрудничестве с коллегами из Балтийского федерального университета имени И. Канта разработали инновационную методику для получения гидрогелей на основе коллагена морских организмов. Это достижение имеет важное значение для технологий 3D-биопечати, как сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
В работе ученые выбрали четыре вида морских организмов в качестве источников коллагена: медузу, семгу, сельдь и салаку. Из каждого из этих биологических материалов был выделен коллаген с помощью кислотной и ферментативной экстракции. После этого были приготовлены гидрогели с различными рецептурами и концентрациями. Полученные образцы оценивались по двум ключевым параметрам: биосовместимости с клетками человека и механическим свойствам, необходимым для формирования матриц биопечати.
Наилучшие результаты по сочетанию прочности и эластичности продемонстрировали гидрогели на основе коллагена медузы. Юлия Куликова, старший научный сотрудник БФУ имени И. Канта, пояснила, что структура коллагена медузы обеспечивает оптимальный баланс механических характеристик, необходимых для поддержания клеток в процессе печати трёхмерных биологических конструкций.
По словам Дарьи Спорышевой, лаборанта-исследователя ПНИПУ, «разработанные гидрогели перспективны для создания биомиметических каркасов при регенерации хрящевой и костной ткани, а также для изготовления моделей тканей, которые могут использоваться в тестировании лекарственных препаратов». Михаил Ташкинов, руководитель лаборатории ПНИПУ и доктор физико-математических наук, добавил, что использование отходов рыбопереработки в качестве исходного сырья делает технологию экономически выгодной и экологически оправданной по сравнению с традиционными источниками коллагена животного происхождения, такими как бычий и свиной коллаген.
Известно, что коллаген млекопитающих, который традиционно используется в биомедицинских приложениях, может представлять риски передачи зоонозных заболеваний и вызывать иммунные реакции у некоторых пациентов. Морские организмы лишены этих недостатков, поскольку их коллаген имеет иную молекулярную структуру, что приводит к пониженной антигенности и более высокой биосовместимости с тканями человека.
В дальнейшем исследователи планируют провести тесты гидрогелей в клеточных культурах, чтобы проверить их способность поддерживать жизнеспособность и дифференцировку стволовых клеток. Также ученые намерены оптимизировать рецептуры для получения гидрогелей с заданными механическими характеристиками, применимыми к конкретным типам тканей.
