Мы многое слышали о 3D-биопечати, технологии с помощью которой небольшие части тела могут быть напечатаны в 3D из биологической ткани. Теперь новые технологии обещают сделать процесс более быстрым и, следовательно, более практичным, чем когда-либо.
Обычно, биопечать выполняется так же, как обычная 3D-печать - объект медленно строится, путем последовательного нанесения слоев материала один на другой. Это означает, что на изготовление даже простого элемента могут уйти часы или даже дни.
В последнее время ученые часто экспериментировали с более быстрыми способами объемной печати множества небиологических объектов. Работая с коллегами из Нидерландского университета в Утрехте, группа из швейцарского исследовательского института EMPA адаптировала эту технологию для изготовления частей тела размером до нескольких квадратных сантиметров - например сердечный клапан, мениск или сложное сечение бедренной кости.
Процесс включает в себя проецирование лазерного луча вниз в медленно вращающуюся трубку, заполненную фоточувствительным гидрогелем, наполненным стволовыми клетками. Избирательно фокусируя энергию света в определенных местах внутри трубки, можно заставить затвердеть гель только в этих местах, создавая нужный трехмерный объект за считанные секунды. В процессе печати стволовые клетки не повреждаются.
Затем ученые добавляют эндотелиальные клетки, которые выравнивают внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. Это приводит к тому, что орган становится васкуляризованным (Васкуляризация - это процесс формирования и разрастания новых кровеносных сосудов), в то время как стволовые клетки дифференцируются в необходимый тип клеток (то есть: клетки сердца, клетки кости и т. д.). Готовый орган впоследствии может быть использован либо в качестве замены у человека-реципиента, либо для медицинского тестирования, что снижает потребность в лабораторных животных.
«Это только начало», - говорит Кристоф Мозер, руководитель лаборатории прикладной фотоники EPFL. «Мы считаем, что наш метод по своей природе масштабируем для массового производства и может быть использован для производства широкого спектра моделей клеточных тканей, не говоря уже о медицинских устройствах и персонализированных имплантатах».
Процесс объемной биопечати описан в статье, недавно опубликованной в журнале Advanced Materials, и продемонстрирован на видео по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=93__9ZFI4yI.
Оригинал статьи на английском языке можно найти по ссылке: https://newatlas.com/3d-printing/volumetric-3d-bioprinting/