В области трансплантации спрос на органы продолжает расти и значительно опережает предложение. Эта постоянно растущая неудовлетворенная потребность в органах требует новаторских решений для спасения большего числа жизней.
Зачем нужна 3D-биопечать?
Разработка новых технологий в области биомедицинской инженерии может дать некоторые решения. С появлением 3D-биопечати потенциальное развитие тканей или трансплантации органов из аутологичных клеток в ближайшем будущем может оказаться в пределах досягаемости. Основываясь на технологии и платформе, используемой для регулярной 3D печати, 3D биопринтеры обладают способностью создавать биологически функциональные ткани путем нанесения слой за слоем биочернил и биогеля, которые, если их оставить созревшими в соответствующей среде, будут создавать функциональные тканевые копии с нормальной метаболической активностью.
В настоящее время 3D-биопечать трахей, костей и хрящей доказали свою эффективность после разработки и имплантации в модели животных и человека. Перспективные текущие проекты в различных учреждениях по всему миру направлены на развитие 3D-биопечати органов, таких как печень и почки со встроенной сосудистой системой, чтобы ткани могли процветать после трансплантации.
С момента зарождения эпохи трансплантации более пяти десятилетий назад спрос на органы стремительно рос и опережал предложение. Это значительно увеличило список ожидающих трансплантации пациентов.
Существует много факторов, которые приводят к увеличению времени ожидания, начиная с недостаточного числа доноров, параметров распределения средств для органов в зависимости от географического положения и заканчивая качеством имеющихся органов с учетом прогнозируемого весьма скромного роста числа доноров, увеличения возраста и сопутствующих заболеваний.
Последнее остается проблемой, поскольку смертность в списке ожидания продолжает расти.
Немного статистики
В 2015 году только в США и Европе в очереди на трансплантацию органов находились более 120 000 пациентов. Однако только ~ 18 000 пациентов получили трансплантацию в первые 6 месяцев, что составляет лишь 12,5% пациентов из первоначального списка доноров.
Однако развитие новых технологий и быстрый рост биомедицинской инженерии помогли разработать множество потенциальных новых решений, которые могут помочь в преодолении кризиса трансплантологии. Эта новая область обладает анахронизмом органной инженерии и/или регенеративной медицины. В органостроении за последнее десятилетие было много достижений, в том числе трехмерная биопечать (3D-биопечать).
Под 3D-биопечатью понимается использование технологии для точного позиционирования слоев клеток и биологических материалов в трехмерной манере для их поддержки с целью воспроизведения функций ткани или органа.
Целью 3D-биопечати является воспроизведение функционирующей ткани или органа с его естественной микроокружением и архитектурой, которые могут имитировать первоначальный орган и в конечном итоге могут быть использованы для замены или оказания помощи органу. В настоящее время разработаны различные концепции 3D биопечати, среди которых наиболее известна 3D-печать Bioink, биомимикрия и автономная самосборка.
В конце хотелось бы добавить
В области трансплантации использование 3D-биопечати сулит большие возможности для развития различных биологических структур, от создания небольших сосудов, которые могут быть использованы для сосудисто-заместительных трансплантатов, до потенциального создания имплантируемых функциональных органов, созданных из клеток реципиента, что исключает риск отторжения органов. Эти печатные органы могут первоначально выступать в качестве вспомогательных органов для повышения качества жизни реципиента и со временем могут стать жизнеспособными заменителями.