Опыт создания трёхмерных "органов-на-чипе" у специалистов уже немалый. Поясним, что речь идёт о сложных структурах, на которых выращивается ткань того или иного органа, функционирующая как природный аналог.
В структуре также присутствуют микрожидкостные каналы для питания различными химическими веществами – токсичными для изучаемого органа или, напротив, лечебными.
Изучая реакцию ткани, исследователи могут определить, каким образом может быть повреждён весь орган и какое лечение поможет справиться с этим повреждением.
По такому же принципу работает первый в мире "зуб-на-чипе", созданный исследователями из США и Бразилии.
Авторы взяли тонкий срез дентина (твёрдая ткань зуба, составляющая его основную часть) из человеческого моляра и поместили её между прозрачными резиновыми "стенками". Последние, как полагается, пронизаны крошечными каналами, по которым может течь та или иная жидкость.
Срез дентина с одной стороны "засеяли" клетками пульпы. Напомним, что так называется рыхлая волокнистая соединительная ткань, заполняющая полость зуба.
Пульпа имеет ряд важных функций, к примеру, способствует стимуляции регенеративных процессов – образованию заместительного дентина при кариозном процессе.
"Зуб-на-чипе" – первое устройство, которое имитирует настоящий зуб "в пробирке" и позволяет наблюдать, как бактерии проникают внутрь зуба через защитный слой.
Для наблюдений за тем, как ткань взаимодействует с патогенами или лекарственными материалами, требуется микроскоп.
Специалисты уверены: "зуб-на-чипе" поможет лучше понять, как микробы атакуют человеческие зубы, и разработать новые способы лечения и профилактики кариеса и других заболеваний.
"Сегодня пломбы не работают так, как должны. Срок их службы составляет в среднем пять-семь лет", – обозначает одну из ключевых проблем стоматологии автор работы Луис Бертассони (Luiz Bertassoni) из Орегонского университета науки и здоровья.
По его словам, специалисты до сих пор не могли выяснить, что происходит на стыке зуба и пломбы.
"Новое устройство может помочь решить эту проблему, предоставив нам возможность наблюдать, что там происходит, в режиме реального времени", – говорит учёный.
Кроме того, технология может быть использована для оптимизации лечебных процедур. Идея заключается в том, чтобы сделать стоматологическую помощь максимально персонализированной, то есть подбирать пломбировочные материалы, которые прослужат лучше и дольше, исходя из данных о состоянии зубов конкретного пациента и микробиоте его полости рта.
Правда, для этого придётся взять образцы дентина.
"Через несколько лет стоматологи смогут извлекать [фрагмент] зуба пациента, загружать его в это устройство, наблюдать, как пломбировочные материалы взаимодействуют с зубом, и выбирать тот, который лучше всего подходит для этого конкретного пациента", – рассказывает про возможные перспективы Луис Бертассони.
Кроме того, наблюдения за клетками в естественной среде помогут лучше изучить процесс формирования зубов и их реакции на все виды воздействий. Возможно, эта технология пригодится и для усовершенствования методик выращивания новых зубов.
Авторы описали свою разработку в статье, представленной в журнале Lab on a Chip.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о новых материалах, которые продлят срок службы зубных пломб в два раза, и о революционном способе восстановления самой "строптивой" части зуба.
