Ученые из Медицинской школы Уэйк Форест представили биопринтер, который печатает ткани человека из живых клеток, которые могут сохранять свою форму и приживаться в организме. В будущем ткани и органы, напечатанные на биопринтере, могут заменить искусственные протезы. Работа исследователей опубликована в журнале Nature.
Для создания органов и тканей принтер использует специальный гидрогель и биоразлагаемый пластик. Гидрогель представляет собой комбинацию желатина, фибриногена, гиалуроновой кислоты и глицерина с достаточно высокой концентрацией живых клеток. Сначала принтер тщательно создает трехмерные объекты слой за слоем, а затем покрывает их внешним слоем разлагаемого полимера. Эта оболочка помогает держать органы и ткани в форме.
После пересадки тканей в организм полимерная мембрана постепенно разрушается. В то же время клетки самостоятельно начинают высвобождать матрицу, которая обеспечивает механическую поддержку клеток, и в конечном итоге потребность во вспомогательном материале исчезает. Весь объем искусственной ткани пронизывает сеть микроканалов, через которые кислород и питательные вещества попадают в клетки.
На данный момент ученые создали гелевый аналог кости свода черепа крысы на основе стволовых клеток человека из околоплодных вод, уменьшенных копий хондроцитов кролика и различных «мышц» с использованием миобластов C2C12. мышь. Исследователи проанализировали все образцы в лаборатории и in vivo, имплантировав их под кожу крыс и мышей.
Результаты, по мнению ученых, были многообещающими. Предсердия, посаженные на мышах, сохранили свою форму через два месяца, и содержание гликозаминогликанов, составляющих клеточный матрикс, увеличилось в них на 20 процентов. Мышечная ткань, удлиненная по всей опорной конструкции, через две недели также сохранила свои механические характеристики. Перонеальный нерв, имплантированный в имплантат, также сохранял свою целостность, и внутри ткани имплантата наблюдались нейрональные контакты с α-BTX +. Спустя пять месяцев васкуляризированная костная ткань образовалась в аналоге геля кости свода черепа у крыс.
