Разработка Пермского политеха поможет выращивать кожу.

Человеческий организм представляет собой сложную систему, в которой большое количество клеток координирует жизненно важные функции в рамках единой системы. После различных глубоких травм человек может потерять части жизненно важных органов, например, кожу. Ученые из Пермского технологического института разработали математическую модель роста кожи. Специалисты по тканевой инженерии смогут использовать разработанные методики для выбора наиболее эффективного плана восстановления эпителия с учетом индивидуальных особенностей клеточной структуры человеческого организма.

-Разработанная нами математическая модель решает проблему разработки скаффолдов. Скаффолды - это временные "строительные леса" для восстановления тканей, которые затем рассасываются. Например, может быть сложный перелом, который плохо заживает или вообще не восстанавливается. Специалисты по тканевой инженерии решают эту проблему. Они используют 3D-печать биоразлагаемых материалов для создания строительных лесов. Когда система заполняется клетками костной ткани и помещается в питательную среду, клетки начинают интенсивно расти на "строительном лесе". Стоит отметить, что данная система разработана на основе подобия области перелома. Именно так происходит рост костной ткани и ее пересадка в место перелома", - добавляет Иван Красняков, руководитель исследовательской лаборатории факультета прикладной физики ПНИПУ.

По его словам, модель включает два важных процесса, которые имитируют свойства реальных клеток: митоз и межклеточные связи.

-Исследование проводилось с использованием стандартных методов математического моделирования и численных экспериментов. В качестве основы была использована дискретная модель деформированной клетки. Для каждой вершины ячейки было написано уравнение движения, основанное на упругой потенциальной энергии. По мере эволюции ткань стремится занять положение, соответствующее минимальному значению потенциальной энергии", - говорит Дмитрий Брацун, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой прикладной физики ПНИПУ.

По словам ученых, эта математическая модель является универсальной и может быть легко применена для решения других задач. Например, Политех уже провел ряд исследований по развитию карцином (эпителиальных раковых опухолей). Технология будет полезна не только специалистам по тканевой инженерии, но и исследователям-теоретикам.

https://scientificrussia.ru/