Неймовірний 3D принтер може надрукувати цілі органи

0

Підготував студент групи РПЗ-2, Бохна Віталій.


Команда вчених біомедичних наук з інституту регенеративної медицини (Forest Institute for Regenerative Medicine) завершила свою 10-річну розробку. Це 3D-принтер, який може друкувати з відносно простих тканин, таких як хрящ великі складні форми – наприклад вухо. Використовуючи гелеві картриджі, заповнені біорозкладаним пластиком з клітинами людини, новий принтер створює складні частини м’язів, хрящів і навіть кістки. Коли проводилися тести на тварин – надруковані тканини нормально приживалися і розвивалися.

Вчені на чолі з Ентоні Атала вирішили дві особливо гострі проблеми, які вже давно перешкоджають футуристичній меті друку живих людських тканин. По-перше, їх новий пристрій виробляє великі, стабільні ділянки тканини, які не розвалюються. По-друге, він підтримує структури живими, і здатними до розвитку.

“Це перший біопринтер, який може друкувати тканини великого масштабу, що мають значення для імплантації людині,” говорить Атала. “В принципі, після друку структури, ми можемо зберегти її живою протягом декількох тижнів, перш ніж імплантувати її. Тепер наступний крок полягає в перевірці цих тканин на безпеку, потім ми зможемо імплантувати їх пацієнтам.”

Для тих, хто знайомий з 3D-печаткою, новий пристрій під назвою ITOP (Integrated Tissue and Organ Printing System) – простий. Слідуючи програмі принтер повільно, шар за шаром, подає матеріал у міру затвердіння попереднього шару. Як і в інших 3D принтерах, такий спосіб друку дозволяє ITOP друкувати дуже складні форми в трьох вимірах з неймовірною деталізацією. Революційної машину роблять використовувані матеріали, і спосіб підтримки структури тканин, які він друкує.

Принтер використовує клітини, зважені в гелі, і ці клітини можуть бути будь-якими: м’язовими, хрящовими або стовбуровими. Секрет успіху машини – поєднання цих клітин з іншим матеріалом, біорозкладаним пластиком під назвою полікапролактон. Цей пластик зберігає надруковану форму навколо клітин при друку і після, коли зростаючі клітини приживаються. Пізніше, він розкладається.

“Це дуже важливо. Цей процес дозволяє тканинам, які ми друкуємо зберегти структурну цілісність необхідну імплантатів всередині тіла”, – каже Атала. “Основу ми друкуємо з міцного пластику, а потім заповнюємо проміжки краплями з м’яких клітин І так далі : Тверді, м’які, тверді, м’які.”


Це не перший біопринтер, але попередні пристрої були досить обмежені за розміром живої тканини, яку вони могли створити. Це тому, що більшості живих тканин потрібен приплив крові і поживних речовин, але біопринтери поки не досить розвинені, щоб друкувати складні системи кровоносних судин. Так друкуючи, скажімо, сферу з хряща, всередині неї клітини не зможуть отримати поживні речовини. Згідно Ентоні Атала, до сьогоднішнього дня найбільшим надрукованим об’єктом, який може бути підтриманий без доступу крові був завтовшки всього 0,2 мм.

ITOP, обходить це обмеження розміру за допомогою друку гратчастої структури. Решітка з биоразкладаючого пластика дозволяє поживним речовинам і крові текти в тканинах кілька місяців, перед імплантацією, і “невизначений” час, після, повідомляє Атала.

Команда показала, що можна надрукувати значний набір живих структур. В їх демонстрації вчені створили хрящ вуха дитячого розміру, частини щелепи і кісток черепа, смужки м’язів.

Зараз вчені імплантують деякі з цих тканин мишам. Надрукований вухо помістили під шкіру миші. Через кілька місяців після імплантації, хрящ зберіг свою форму, і в ньому почали і з’являтися кровоносні судини.


 


Share.

Comments:

Leave A Reply

'