Синтетические органы, применимые для трансплантации, могут быть готовы к использованию всего через два десятилетия.
На фото выше показана визуально привлекательная 3D-модель легкого мешка в комплекте с функционирующими дыхательными путями, способными доставлять кислород в окружающие его сосуды. Модель была создана группой ученых из США постепенным наращиванием слоев жидкого гидрогеля - синтетического желеобразного материала, имеющего много общих свойств с тканями человека.
Эта же техника может быть использована для создания сложных сосудистых сетей, имитирующих естественные артерии и сосуды, по которым течет кровь, лимфа и другие физиологические жидкости, тем самым открывая новые средства биопринтинга человеческих органов для трансплантации.
Руководители исследования Джордан Миллер из Университета Райса и Келли Стивенс из Вашингтонского университета использовали "дублирующий аппарат для стереолитографии тканей" (сокращенно SLATE). Сама техника создания тканей при помощи SLATE - это постепенное наращивание слоев жидкого раствора гидрогеля, который затвердевает под воздействием синего света. И создаются такие объемные модели со сложной внутренней архитектурой за считанные минуты.
В ходе испытаний полученный воздушный мешок был настолько прочным, что не лопнул, когда через пронизывающие его имитируемые кровеносные сосуды текла кровь, и мог вытеснять и наполняться воздухом, моделируя давление и частоту дыхания человека.
Эритроциты же могли поглощать кислород, когда кровь протекала по сетке сосудов, окружающих «дышащий» мешок, таким образом, осуществляя процесс, аналогичный газообмену в альвеолах легких.
«Одним из крупных препятствий для создания функциональной заместительной ткани долгое время оставалась невозможность воспроизвести при печати сложную сосудистую систему, которая транспортирует питательные вещества в органы", - говорит Миллер.
Ученый добавил, что органы человека "на самом деле содержат собственные сосудистые сети -такие как дыхательные пути и кровеносные сосуды легкого, или желчные протоки и кровеносные пути в печени. Архитектура этих сетей определяется функциональным назначением ткани и имеет физические и биохимические особенности".
Исследователи уже используют эту технику, чтобы изучать более сложные структуры и успешно провели эксперимент по пересадке печеночной ткани, напечатанной на 3D-принтере, в организм подопытной мыши с хроническим повреждением печени.
«Печень особенно интересна для исследования, потому что это второй по функциональной нагрузке внутренний орган человека (после мозга), и его сложность до сих пор делала невозможной медикаментозную и хирургическую терапию в случае отказа в работе", - говорит Стивенс. - "Биопринтинг печени из клеток органа реципиента в будущем мог бы обеспечить эту терапию".
Ученые уверены, что "трехмерная печать донорских органов станет ключевым направлением в медицине в ближайшие двадцать лет" и поможет решить проблему все нарастающего спроса на них.
Все фотографии и видео взяты из открытых источников и принадлежат их авторам.
Ставьте Лайк и подписывайтесь на канал, дальше будет так же интересно!
