Новые технологии в биопечати
Печать живых тканей и органов — задача очень важная. Донорских органов не хватает, и даже в случае успешной пересадки могут возникнуть проблемы с отторжением или аутоиммунными реакциями. Орган, напечатанный на принтере из собственных клеток, мог бы стать спасительным решением для многих пациентов.
У ученых уже хорошо получается печатать простые ткани, например хрящи и стенки мочевого пузыря. С сердцем и почками пока что сложнее, но определенные успехи есть и там.
Американские материаловеды под руководством Ибрагима Озболата из Университета штата Пенн научились печатать в 10 раз быстрее с помощью массива сопел.
Ученые приготовили чернила на основе сфероидов — трехмерных клеточных конгломератов. Такие структуры лучше сохраняют форму, чем отдельные клетки, а система сопел позволяет отдельно фиксировать каждый сфероид.
Из стволовых клеток, полученных из жировой ткани крыс, ученые напечатали хрящи и кости свода черепа. В экспериментах с животными все полученные ткани хорошо приживались. Массив сопел позволил печатать быстрее с сохранением жизнеспособности 90% клеток. Скорость в биопечати очень важна: если процесс растягивается на часы и сутки, то сохранение уже отпечатанных клеток становится отдельной сложной задачей. Новая методика позволила напечатать один хрящ всего за 40 минут, поэтому проблемы с сохранением у авторов не возникло.
А корейские ученые под руководством Ким Дон Суна из Пхоханского университета науки и технологии напечатали ткань почек. Для печати ученые использовали трехмерную мембрану из нановолокон в 100 раз тоньше человеческого волоса. Такая мембрана позволяет формировать однородные органоиды — трехмерные клеточные конструкции, которые воспроизводят функции органа. А доставка питательных веществ через поры мембраны помогает органоидам развиваться и созревать так же, как в организме человека.
Ким и его коллеги полностью воспроизвели ткань почек со структурами нефронов и кровеносными сосудами. Ее можно использовать для замещения части органа, а также для тестирования препаратов и планирования операций. В дальнейшем ученые хотят напечатать и целый орган. Соответствующие статьи вышли в журнале Nature Communications.
