Життєздатні органи надрукували на 3-D принтері

Вчені з медичної школи Вейк-Форест представили біопринтер, який друкує з живих клітин людські тканини, здатні зберігати свою форму і приживатися в організмі. У перспективі, надруковані на біопринтері тканини та органи можуть замінити штучні протези. Роботу дослідників опубліковано в журналі.

Для створення органів і тканин принтер використовує спеціальний гідрогель і пластиковий біорозкладуваний матеріал. Гідрогель являє собою комбінацію з желатину, фібриногену, гіалуронової кислоти і гліцерину з досить високою концентрацією живих клітин. Спочатку принтер обережно шар за шаром створює з нього тривимірні об'єкти, а потім покриває їх зовнішньою оболонкою з розкладаного полімеру. Ця оболонка допомагає тримати органам і тканинам форму.

Після того, як тканини пересаджують в організм, полімерна оболонка поступово розкладається. У той же час клітини починають самостійно виділяти матрикс, який забезпечує механічну підтримку клітин, і, в кінцевому підсумку, необхідність у допоміжному матеріалі відпадає. Весь об'єм штучної тканини пронизує мережу мікроканалів, якими до клітин надходять кисень і поживні речовини.

На даний момент вчені створили гелевий аналог кістки склепіння черепа щура на основі стовбурових клітин людини з амніотичної рідини, зменшені копії людського вуха з хондроцитів кролика і кілька «м'язів» з використанням мишиного міобласту C2C12. Всі зразки дослідники перевірили в лабораторних і в природних умовах, вжививши їх під шкіру щурів і мишей.

Результати, на думку вчених, виявилися багатообіцяючими. Вушні раковини, підсаджені мишам, через два місяці зберегли форму, а також у них на 20 відсотків збільшився вміст глікозоаміногліканів, які входять до складу клітинного матриксу. М'язова тканина, витягнута вздовж опорної конструкції, через два тижні також зберегла свої механічні характеристики. Малогомілковий нерв, вживлений в імплант, також зберіг свою цілісність і в тканині спостерігалися нервові контакти з ^-BTX + всередині імпланта. У гелевому аналогі кістки склепіння черепа у щурів через п'ять місяців сформувалася васкуляризована кісткова тканина.

За словами авторів, тепер необхідно з'ясувати, наскільки безпечні надруковані на біопринтері імпланти для людей. Швидше за все, спочатку будуть тестуватися хрящові структури, тобто вушні раковини, так як на відміну від м'язів і кісток, хрящу не потрібна велика система кровоносних судин.

Ідея 3-D друку органів, в цілому, не нова. Вчені активно працюють над цією технологією, оскільки вона не тільки дозволить створювати біоімпланти для пересадки людям, а й, наприклад, проводити клінічні випробування ліків на окремих органах і тканинах. Так, компанія Organavo на даний момент займається тривимірною печаткою ниркових тканин для випробувань ліків.