Новая челюсть выходит из принтера: это является скептическим, невероятным видением для обычного человека, но, по крайней мере, в экспериментах с крысами и мышами, печать тканей уже работает. Ученые из Института восстановительной медицины Уэйк Форест в Уинстоне-Салеме, Северной Каролины, сообщают об экспериментах над животными, в которых хрящ, кость и мышцы были впервые получены с помощью 3D-принтера, а затем успешно использованы.
«Применять такие методы на человеке ещё слишком рано» написал Энтони Атала и его коллега в журнале «Nature Biotechnology» . Новый принтер тканей и органов, представленный сейчас, является «важным шагом вперед». Возможно, в один прекрасный день появится возможность производить заменяющую ткань для различного рода пациентов.
Регенеративные врачи уже много лет работают над воссозданием живой ткани с помощью 3D-принтера. Они хотят, используют 3D-принтеры с картриджами разных типов в своих исследованиях. Кроме того, существуют факторы роста и поддерживающие вещества, которые обеспечивают устойчивость ткани в момент печати.
Команда Энтони Атала также сообщает о толстых слоях ткани, которые были, не только напечатаны, но и успешно имплантированы. До сих пор большинство попыток потерпели неудачу, поскольку при толщине ткани более 200 микрометров (в тысячных долях миллиметра) отдельные клетки не были снабжены питательными веществами и кислородом в достаточной степени. С этой целью исследователи разработали микроканалы.
Кость одним нажатием кнопки
Атала и его коллеги использовали пластмассовый поликапролактон (PCL), который полностью биодеградируемый, для структуры их тканей. Однако эта деградация занимает в полной мере два года, поэтому PCL может поддерживать заменяющую ткань в течение длительного времени. Рамка PCL включает слои гидрогеля, содержащие живые клетки и микроканалы. Гидрогель состоит из желатина, белкового фибриногена, гиалуроновой кислоты и глицерина, смешанного с глюкозой. Для разных типов тканей ученые адаптировали точную смесь в каждом случае.
Согласно данным компьютерной томографии (КТ), исследователи разработали и напечатали кусочек кости, который может точно заменить недостающую часть челюстной кости. В питательном растворе окрашенные клетки разрастались и в конечном итоге образовывали твердую кость.
Поставляется с кровеносными сосудами
По словам исследователей, отпечатанная часть кости черепа была успешно пересажена на крыс. Аналогично, хрящевая ткань в форме и размере уха человеческого ребенка была имплантирована на спины мышей и сохранила там свою форму. В имплантированных частях мышц искусственная ткань была не только снабжена кровеносными сосудами, но и нервными связями. Несмотря на то, что группа Аталы уже работала с человеческими клетками, она по-прежнему видит большую потребность в исследованиях этого направления, прежде чем ее можно будет использовать в медицине на человеке. До сих пор Атала не включал ответ иммунной системы реципиента в свои исследования. Теперь же команда стремится к изготовлению более сложных тканей и целых органов.