Американские исследователи начали изготавливать жизнеспособные части тела с помощью 3D-печати. При этом кости, мышцы и хрящи нормально функционируют при имплантации в животных.
По мнению специалистов, это достижение способно существенно увеличить возможности регенеративной медицины, так как при изготовлении искусственных органов используются живые ткани.
Идея заменять повреждённые кости, утраченное ухо или изношенную сердечную мышцу индивидуальными клетками человека кажется достаточно многообещающей. Ранее использование подобной технологии осложнялось тем, что клетки непросто сохранить живыми: им не хватает кислорода и питательных веществ, когда их помещают в искусственные ткани толщиной более 0,2 миллиметра. Однако на сей раз учёным удалось создать ухо длиной в четыре сантиметра, клетки которого продолжали нормально функционировать даже спустя два месяца.
Команда из Института регенеративной медицины Wake Forest разработала новую методику, которая позволяет печатать ткань, пронизанную микроканалами подобно губке, благодаря чему в ткани нормально проникают питательные вещества.
Печать была осуществлена с помощью Интегрированной печатной системы тканей и органов (Integrated Tissue-Organ Printing System, ITOP), на разработку которой у учёных ушло около 10 лет. Орган создаётся на основе из биоразлагаемого пластика, который выступает в роли каркаса или строительных лесов. Сверху наносится гель на водной основе, который содержит клетки и стимулирует их рост.
После того как структуры имплантируются в животных, пластик постепенно замещается естественной структурной матрицей из белков, продуцируемых клетками. Также в имплантаты постепенно внедряются кровеносные сосуды и нервная ткань.
«В настоящее время мы можем напечатать и человеческие ткани, – рассказывает ведущий исследователь профессор Энтони Атала (Anthony Atala). – Несмотря на то, что нам ещё предстоит провести определённые испытания искусственных органов, мы видим сколь велики возможности этой технологии для регенеративной медицины.
Например, если нам необходимо помочь пациенту с травмой челюстной кости, у которой отсутствует сегмент, мы должны сделать томографию, а затем использовать полученные данные для нашего программного обеспечения, управляющего принтером, чтобы создать искусственную челюстную кость, которая будет полностью соответствовать травме конкретного пациента».
В настоящее время подобные методы, при которых клетки наращиваются на биоразлагаемом каркасе, уже используются: например, под руководством профессора Атала несколько лет назад были созданы искусственные влагалища, которые были успешно пересажены женщинам, чьи органы были развиты недостаточно из-за заболевания.
Однако на сей раз спектр тканей удалось расширить: теперь исследователи печатают мышцы, мягкие ткани хряща, костную ткань.
Автор: Маргарита Паймакова