3D-печать органов человека (4 фото)

Существование 3D-принтеров уже давно перестало быть новостью.
Их развитие приводит к тому, что современные модели умеют печатать различные пластиковые изделия, еду, шоколад, обувь и даже инструменты и материалы для работы в космосе. В настоящее время ученые задумываются о том, как направить возможности этой техники на более продуктивное использование. Одной из современных разработок в этой области является проектирование 3D-принтеров, осуществляющих печать органов человека из биологического материала. Такое изобретение стало бы революционным прорывом, ведь донорские органы на сегодняшний день являются большим дефицитом. В них нуждаются сотни тысяч больных по всему миру, вынужденные ждать в долгих очередях на трансплантацию, а счастливая возможность стать обладателем донорского органа достается лишь десяткам тысяч.
Создание функционирующих человеческих органов с помощью машин позволит обеспечить ими намного большее количество пациентов, а также снизит очередь ожидания. К сожалению, возможности науки пока ограничены, а данная технология находится лишь на ранних стадиях развития. Более того, она слишком сложна, чтобы требовать ее оперативной разработки и внедрения.
Более подробно о том, что представляет из себя 3D-технология печати органов, каково ее значение и влияние на развитие современной медицины, повествует портал Engadget.
3D-печать органов – что это?Идея выращивать человеческие органы в лабораторных условиях посещала умы ученых уже много лет назад, однако никаких существенных продвижений в этом русле не отмечалось вплоть до конца 90-х годов прошлого века, пока не была придумана биопечать. Идея ее создания, как повествует Engadget, принадлежит ученым из Института регенеративной медицины Уэйк Форест, которые начали создавать с помощью 3D-принтера синтетические строительные блоки для выращивания человеческих мочевых пузырей. На самом деле мочевые пузыри они не печатали, а первая печать этого органа появилась лишь в начале 2000-х годов. В это время биоинженер из Университета Клемсона Томас Боланд стал модернизировать обычные чернильные принтеры для придания им возможности печатать трехмерные объекты из биологического материала.
К 2010 году стала известной компания Organovo, которая одна из первых запустила процесс биопечати. В настоящее время компания занимается печатью образцов человеческой печени. Однако эти органы еще не полнофункциональны, их нельзя, к примеру, использовать для трансплантации. Но они нашли себе применение в фармакологии для проверки воздействия на печень различных лекарств. Следующей целью компании является создание полнофункциональной печени. Несмотря на огромную работу, проделанную в исследовании биопечати, Organovo пока не готова к выпуску подобных образцов.
Печать функционирующих органов по сложности намного превышает печать пластиковых предметов. Несмотря на это, эти процессы имеют очень много общих черт. В том и другом случае применяются картриджи и печатные головки, которые выстреливают чернила или биологический материал и накладывают их слой за слоем на специальной платформе. Но следует иметь в виду и ключевые различия этих процессов:
Внешний вид большинства органов знаком любому человеку, изучившему школьную программу. Но печатать их большими партиями по стандартному образцу недопустимо. Перед печатью пациент должен пройти процедуры КТ – сканирования и МРТ. Полученные результаты проходят сложную компьютерную обработку, и только после этого создается макет, используемый машиной для определения, куда и как необходимо наносить клетки.
Вместо традиционных для принтеров чернил, биопринтеры используют человеческие клетки того органа, который необходимо синтезировать, или стволовые клетки. Для получения цельной структуры из отдельных клеток в картридже находится специальное скрепляющее вещество. Кроме этого, для печати такие принтеры могут использовать биоинженерные материалы, которые не отторгаются человеческим организмом. Таким материалом, например, является полимер альгинат, используемый в производстве клапанов аорты. В 2012 году на биопринтере была произведена и успешно имплантирована челюсть из титана. Ее обладательницей стала 83-летняя женщина. В 2013 году в США была проведена операция по трансплантации черепа, напечатанного на 3D-принтере.
Сразу после печати искусственный орган помещают в специализированные инкубационные условия. Это необходимо для того, чтобы клетки начали делиться и синхронизировались в совместной работе, как в настоящих человеческих органах.
Как раз этот пункт процедуры и является камнем преткновения, мешающим повсеместному распространению биопринтеров в больницах для производства искусственных органов.
Руководитель группы ученых из Уэйк Форест, производящей мочевые пузыри, Энтони Атала назвал несколько ключевых проблем создания искусственных органов с помощью 3D-печати. Первая проблема заключается в дефиците материала, из которого можно было... http://nlo-mir.ru/chudesa-nauki/35748-3dpechat-organov-cheloveka.html