Живые человеческие органы, напечатанные на 3D-принтере

#ВысокиеТехнологии #Медицина #биопринтер
Ученые (из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine) создали инновационный 3D-биопринтер, способный создавать живую ткань достаточно прочную, чтобы перенести трансплантацию. Для демонстрации ученые напечатали челюстную кость, мускул и хрящевую структуру, а также удивительно точное человеческое ухо.
После 10 лет разработок команда биолога Энтони Аталы представила публике Cистему печати встроенной ткани и органов. После окончания всех анализов эти 3D-бионапечатанные структуры будут использоваться для замены поврежденной, больной или мертвой ткани пациентов. А так как они спроектированы на компьютере, то эти заменители будут в точности соответствовать нуждам каждого отдельного пациента. Детали технологии освещены в статье, напечатанной в журнале Nature Biotechnology ( http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3413.html - на англ.).
Биопринтеры работают также как обычные 3D-принтеры, но вместо пластика или металлов используют специальные биоматериалы, которые по характеристикам напоминают функционирующую живую ткань. Но до сих пор пор биопринтеры не могли печатать ткани нужных размеров или прочности. Материалы получались слишком слабые и структурно нестабильные для хирургической трансплантации. Также они не могли печатать кровеносные сосуды, а без них новые клетки не могли получать кислород и питательные вещества.
Новый биопринтер преодолел все эти недостатки. Биоразрушаемый полимерный материал используется для создания формы ткани, а гель на основе воды доставляет клетки в структуру (гель не токсичен по отношению к клеткам) Временная внешняя структура помогает поддерживать форму объекта во время процесса печати. А чтобы справиться с ограничениями по размеру, исследователи внедрили в объект специальные микроканалы, которые позволяют доставлять питательные вещества и кислород ко всем клеткам внутри структуры. «По сути мы воссоздали капилляры с помощью этих микроканалов» - говорят ученые.
Но, не стоит думать, что это единственный удачный опыт в использовании биопринтеров. Щитовидная железа, напечатанная на российском 3D-принтере резидентом кластера биологических и медицинских технологий Фонда "Сколково", имплантирована и успешно функционирует в организме лабораторной мыши. Печать человеческих органов возможна в горизонте 15 лет, сообщил во вторник журналистам в Новосибирске исполнительный директор кластера, вице- президент "Сколково" Кирилл Каем.
"Наш резидент - одна из пяти компаний в мире, которая научилась делать работающий биопринтер. Напечатала орган, пересадила мыши, у мыши щитовидная железа работает, выдает гормоны", - сказал Каем.
По его словам, компания-резидент ориентирована как на производство биопринтеров и их продажу, так и на дальнейшее развитие научной составляющей проекта и, в перспективе, печать органов, которые можно будет пересаживать человеку.
"Они собираются печатать и другие органы, про почку речь идет, про печень. Пока все это лабораторный уровень, но это позволит и саму машину (биопринтер - прим. ТАСС) развивать", - отметил исполнительный директор кластера биомедицинских технологий.
По его словам, при печати каждого отдельного органа используются не только различные клетки, но и задействованы разные алгоритмы, что делает проект достаточно трудоемким. К печати человеческих органов, отметил он, разработчики должны прийти через, как минимум, 15 лет.
Источники:
ТАСС http://tass.ru/nauka/2650236 Популярная механика http://www.popmech.ru/science/236140-zhivye-chelovecheskie-organy-napechatannye-na-3d-printere/