Скаффолд-технология — культивирование клеток на трехмерных подложках-носителях с целью пространственного формирования будущего клеточного органа.
Выращивание органов — перспективная биоинженерная технология, создание различных полноценных жизнеспособных биологических органов для человека.
3D клеточные культуры:
- Новый стандарт В области Биомедицинских исследований
- служат для выращивания органов,
- имеют большой потенциал развития в биоиженерии.
Решаемая проблема
Отсуствие на мировом рынке скаффолдов, аналогичных по размеру и структуре внеклеточному матриксу
- Внеклеточный матрикс вырабатывается клетками и составляет основу соединительной ткани. Он обеспечивает оптимальные условия микросреды, транспорт химических веществ и механическую поддержку для клеток.
- Скаффолды имеющиеся на данный момент на рынке, произведенные с использованием нановолокон, полученных путем электроспиннинга - имеют минимальный диаметр волокна 100–300 нм, ограниченный технологией производства и не соответствуют размерности внеклеточного матрикса.
- Средняя стоимость разработки нового препарата составляет около $1,5 млрд. Время от начала разработки нового препарата до выхода на рынок достигает 12-13 лет. При таких показателях компании и инвесторы заинтересованы в применении инновационного продукта - 3D скаффолдов
Инновация
Скаффолды аналогичные по размеру и структуре внеклеточному матриксу
- лучше имитируют трехмерную среду in vivo (живого организма) при проведении in vitro (лабораторных) исследований.
- вещества межклеточного матрикса создают микроокружение, выполняют опорную, транспортную и сигнальную функции.
Потенциальные потребители
- Тканеинженерные лаборатории, биоинженерные исследовательские центры,
- Научно-исследовательские лаборатории и институты по тематике, занимающиеся онкологией, 3D моделированием тканей,
- Центры регенеративной медицины, больницы и диагностические центры
- Биотехнологическая и фармацевтическая промышленность
Технология
Технология позволяет массово производить скаффолды из пластичного гелеобразного затвердевающего материала с микропористой структурой, имитирующей строение экстраклеточного матрикса, включая коллаген, хитозан, альгинат, желатин.
- Входящий в состав материала гидрогель создает для клеток условия, близкие к условиям in vivo. Гидрогель компенсирует первичное отсутствие экстраклеточного матрикса и служит питательным веществом для клеток, а также облегчает клеточную адгезию.
- Скаффолд может обладать механической прочностью сравнимой с прочностью кости (для составов, предназначенных для замещения костных дефектов)
- Скаффолд образует трехмерную микропористую структуру, в которой можно культивировать клетки и позволяют симулировать орган в условиях in vitro.
- Технология будет позволять создавать скаффолды любой требуемой формы, материал будет пригоден для 3D печати.
Экспериментальный образец скаффолда, на основе биосовместимых резорбируемых материалов*


* Данные статьи “Graphene-augmented nanofiber scaffolds demonstrate new features in cells behavior.” Scientific Reports volume 6, Article number: 30150 (2016) https://www.nature.com/articles/srep30150