3-D печать кровеносных сосудов искусственных органов

Искусственная ткань всегда имела один недостаток: отсутствие кровеносных сосудов. Ученые полагают, что новая технология 3-D печати может изменить данное положение вещей.

Исследователи из Гарвардского Университета заявили о создании ткани, соединенной с кровеносными сосудами.

Используя изготовленный на заказ 3-D, имеющий 4-е печатающих головки и «исчезающие» чернила, материаловед Jennifer Lewis и ее команда создала кусок ткани, которая содержит клетки кожи и биологический структурный материал, переплетенный со структурами в форме ctnb кровеносных сосудов. Согласно исследованию, опубликованному в журналеAdvanced Materials, ткань, впервые изготовленная с помощью 3-D печати, включает работающие кровеносные сосуды, помещенные в форме кристаллической решетки между разными видами клеток.

За последние несколько лет исследователи сделали впечатляющий прорыв в создании тканей и структур в форме органов. Тонкие искусственные ткани как трахея, выращенные из человеческих клеток, уже применяются при лечении пациентов. Недавно на нескольких примерах ученые показали, как определенные условия могут запустить рост стволовых клеток, которые затем превращаются в самостоятельные структуры, напоминающие развивающийся мозг, кусок печени или часть глаза (“Researchers Grow 3-D Human Brain Tissues”, “A Rudimentary Liver Is Grown from Stem Cells” and “Growing Eyeballs”). Однако все проекты по регенерации органов сталкивались с одним недостатком при создании более толстых и сложных структур: отсутствием кровеносных сосудов.
Группа под руководством Lewis решила проблему с помощью создания пустых структур в форме трубок в пределах сети напечатанных клеток, используя «чернила», которые при охлаждении становятся жидкими.

Ткань была создана послойным наложением слоев с помощью 3-D принтера. Чернила на основе желатина действуют как внеклеточная матрица – структурная смесь протеинов и других биологических молекул, которые окружают клетки в теле. Два других вида чернил содержат желатиноподобный материал, а также клетки кожи мыши или человека. Все эти чернила достаточно вязкие для сохранения своей структуры после того, как они напечатаны на 3-D принтере.

Третий вид чернил помог команде создать пустые трубки. Данные чернила имеют вязкое состояние при комнатной температуре, но при охлаждении они становятся жидкими. Следы данного вида чернил среди прочего также были напечатаны командой. После охлаждения куска напечатанной ткани, исследователи применили легкий вакуум для удаления специальных чернил, оставляя пустые каналы в пределах структуры. Затем клетки, из которых обычно состоят кровеносные сосуды, могут быть введены в каналы.

Создание замещающих тканей или органов для пациентов является удаленной задачей, над которой команда исследователей уже работает. «Мы считаем это основополагающей задачей и мы думаем, все движется к тому, что скоро печать или регенерация органов станет обыденным делом», говорит Lewis, член Института Висса в Гарвардском университете (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University).

Размер самых мелких напечатанных каналов составлял 75 микрометров в диаметре – что намного больше размера крошечных капилляров, с помощью которых происходит обмен питательных и отработанных веществ. Исследователи надеются, что 3D печать поможет создать общую структуру кровеносных сосудов в пределах искусственной ткани, а затем кровеносные сосуды самостоятельно распространятся вдоль остальной части ткани. «Мы рассматриваем данную технологию как метод для создания более крупных сосудов. Затем вступает в силу биология, которая сама выполнит остаток работы», говорит Lewis.

Источник MIT

http://vrpb.net/3-d-pechat-krovenosnyx-sosudov-iskusstvennyx-organov/#more-2916