Биопечать — это новый раздел медицины, образовавшийся в ходе стремительного развития аддитивных технологий (они же — 3D-печать).
От научной фантастики до научных фактов, 3D печатные органы пробиваются в мир медицины. Сначала идея 3D-печати органов для трансплантации «по требованию» звучит как нечто из фильмов. Однако машины, которые обещают регенерировать живую человеческую ткань, заменить жизненно важные органы и быстро залечить открытые раны, намного ближе к реальности, чем вы можете себе представить.
3D-печатные органы уже используются в качестве учебных пособий для будущих хирургов, чтобы настроить свои навыки перед входом в реальные чрезвычайные ситуации. 3D-печатные костные замены также были успешно пересажены, но живая ткань является следующим большим шагом для этой новаторской технологии. Как и любая другая 3D-печать, слои укладываются друг на друга, но вместо PLA или ABS живые клетки, подвешенные в геле, используются для «создания» живой ткани. Клетки после этого растут для того чтобы сформировать и превратиться в ткань, косточку и даже все органы.
Обещание того, что эта технология может сделать для человечества, велико. Во всем мире наблюдается нехватка доноров органов и 3D-биопечать может решить эту проблему. Умирающие люди могут получить 3D-печатный орган, сделанный из их собственных клеток, а не ждать в длинных очередях. Такая футуристическая мечта по-прежнему далека от реальности, но университетские лаборатории и частные компании уже предприняли первые тщательные шаги, используя технологию 3D-печати для создания крошечных фрагментов органов.
Регенеративная медицина уже имплантировала лабораторно выращенную кожу, трахеи и пузыри пациентам — части тела, выращенные медленно через сочетание искусственных лесов и живых клеток человека. Для сравнения, технология 3D-печати предлагает как большую скорость, так и компьютерную точность печати живых клеток слой за слоем, чтобы сделать замену кожи, частей тела и, возможно, в конечном итоге органов, таких, как: сердце, печень и почки.
В наше время ученые всей планеты усердно трудятся над разработкой многофункциональных принтеров, которые могут напечатать работоспособные органы, пригодные для пересадки людям. Любопытно, что уже сегодня опытные образцы биопринтеров способны к печати костных и хрящевых имплантатов, а также к созданию сложных биологических продуктов питания, в состав которых входят всем известные белки, жиры, углеводы и витамины.
От теории к практике
Самый первый удачный эксперимент по созданию органов на 3D принтере состоялся в 2006 году. Группа ученых из частного исследовательского университета «Уэйк Форест» в США разработала и напечатала для нескольких подопытных пациентов мочевые пузыри. Для создания этого искусственного органа врачи использовали стволовые клетки. Образцы донорской ткани в специально предназначенной герметичной камере с помощью экструдера (машина для размягчения материалов и придания им формы) нанесли поверх макета мочевого пузыря, нагретого до нормальной температуры человеческого тела 36.6°C. Через 6–8 недель в процессе интенсивного роста и последующего деления клетки воссоздали человеческий орган.
Заключение
В наше время высоких технологий и научных прорывов во всех направлениях 3D-биопринтинг находится на пике своего развития и способен, если не решить, то помочь справиться со множеством проблем по изучению строения внутренних органов человека и принципов их работы. А также значительно продвинуть исследования в области искусственных имплантов.
Автор: Дементьев Егор Глебович
