ення заданої структури, але вимагає дорогого устаткування і технічно складний. Набирає популярність 3D принтинга бракує високого дозволу вироблених виробів. Методи фазової сепарації і самосборки амфіфільних білків відносно прості і не вимагають дорогого устаткування, але не завжди здатні забезпечити необхідну досліднику мікроархітектоніку матриць.
У даній роботі буде докладніше розглянуто один з методів створення матриць для тканинної інженерії - електроспінніг. Оскільки, даний метод привертає все більший інтерес дослідників у зв'язку зі своєю відносною технічної простотою, можливістю використання практично будь-яких полімерів при синтезі, можливістю отримання досить великих пористих конструкцій з діаметром фібрил від нано- до мікрометрів. Буде освітлена технічна сторона методу, а так само зроблений упор на матеріали, що застосовуються при цьому методі, і ефекті кінцевого продукту на життєдіяльність культур клітин.
1. Електроспінніг
Електроспіннінг вперше був застосований в першому десятилітті ХХ століття для потреб текстильної промисловості. І лише набагато пізніше ряд вчених показали, що багато біополімери також можливо використовувати для створення структур методом електроспінніга, що відкрило нові горизонти тканинної інженерії. Пристрій для елеткроспіннінга схематично зображено на малюнку 1.
Рис. 1. Схематичне зображення апарату для елеткроспінніга.
Апарат електроспіннінга складається з голки через яку подається розчин полімеру. З колектора, куди збирається випущена з голки струмінь полімеру. Всі складові апарату - голка, струмінь, колектор є елементами одного електричного кола. Суттю процесу електроспіннінга є подолання напругою електричного струму сил поверхневого натягу розчину полімеру на кінці голки. У міру зростання напруги на кінці голки спочатку утворюється конус Тейлора - конусоподібна крапля полімеру. Як тільки напруги достатньо з верхівки конуса в напрямку колектора спрямовується струмінь полімеру, діаметр якої залежить від безлічі умов. Перебуваючи в повітрі частина розчинника випаровується і на колекторі збирається більш чистий полімер у вигляді хаотично або направлено покладених фібрил.
Одними з перших, хто застосували електроспіннінг для створення структур з сінтетічесгоко полімеру були вчені Doshi J. І Reneker DH. У своїй роботі від 1993 року вони вивчали технічну сторону процесу електроспіннінга. Виходячи з опису методу електроспіннінга, вчені зробили припущення, що наступні параметри впливають на процес: властивості розчину - в'язкість, елеткропроводность, поверхневий натяг; і контрольовані змінні, такі як швидкість подачі полімеру, величина електричної напруги, відстань між голкою і колектором, а так само умови навколишнього середовища - температура і вологість. По завершенні експерименту прогнози вчених підтвердилися. Так, наприклад, виявилося, що при в'язкості розчину менш 800 Па * с струмінь ламалася, а при більш 4000 Па * с взагалі не вдавалося сформувати струмінь через великого поверхневого натягу розчину. При цьому при збільшенні концентрації полімеру в розчині, а отже і в'язкості потрібно усе більше електричний напруга для подолання поверхневого напруги і створення струменя. Чим товще використовувалася голка, тим більшу відстань могла подолати струмінь до колектора. У висновку дослідники запропонували галузі науки і промисловості, де дана технологія могла б використовуватися. Серед них створення композитних матеріалів, полімерних напівпроникних мембран, використання в нетканих виробництві, виробництві покривають рани покриттів і багато іншого [6].
. Елеткроспіннінг матеріалів в потребах тканинної інженерії
На початкових етапах використання елеткроспіннінга дослідники працювали з окремо взятими синтетичними полімерами. Надалі вчені почали створювати композитні матриці, що складаються з полімерів і білків натурального позаклітинного матриксу. Такі матриці, крім потрібних механічних властивостей, отримали так само біореактивних властивості природного клітинного оточення. У міру накопичення знань і досвіду в цій сфері виявилося, що електроспінніг дозволяє створювати безліч різноманітних конфігурацій клітинних матриць, придатних для культивування клітин різного походження, а отже придатних і для створення безлічі видів штучних тканин. Більше того вчені з'ясували, що змінюючи основні параметри структури матриці, такі як діаметр фібрил, порозность, спрямованість волокон можна впливати і на поведінку клітин в культурі - на їх адгезію, проліферацію, диференціювання і морфологію.
. Нервова тканина
Ученим, які займаються інженерією нервової тканини, методом електроспіннінга вдалося створити 4 типи матриць з полі-L-лактид (PLLA): матриці ...
