Эта и другие похожие разработки могут со временем полностью изменить всю трансплантологию и донорство органов.
3D-биопечать тканей и органов - перспективное направление в области медицины. Однако материалы, используемые для биопечати, обычно имеют довольно короткий срок хранения. Новые экспериментальные биочернила позволяют хранить биопечатные образцы в замороженном состоянии в течение нескольких месяцев.
Читайте также: Для марсианских колоний: 3D-принтер напечатал объект чернилами с живыми микробами
Я помню времена, когда сама печать живыми клетками была сверхъестественным достижением, в том числе в России. Сегодня же ткань, созданная при помощи трёхмерной биопечати (позволяющей сохранить архитектуру органа), уже почти никого не удивляет. Но такая конструкция должна быть внедрена в организм в течение от нескольких часов до нескольких дней с момента создания.
Это серьёзное ограничение. Ведь ткань (составляющие), скорее всего, будет печататься в одном подготовленном для таких процессов месте, а спасать с её помощью пациента придётся в совершенно другом месте.
Это также означает, что органы на замену нельзя будет напечатать заранее, а затем держать их запас под рукой для немедленной имплантации, когда это необходимо. Как сегодня медики используют замороженную плазму крови, например.
Стремясь решить эти проблемы, учёные из Женской больницы Бригама, входящей в состав Гарвардского университета, создали новые биочернила, которые можно замораживать.
Сделанные из него ткани можно не только хранить замороженными в течение нескольких месяцев, но их можно разморозить и приготовить к использованию в течение нескольких минут.
Поясню, что в обычном состоянии ткани живого организма не переносят заморозку, потому что в процессе заморозки образуются кристаллы льда. Последние попросту разрывают ткани в процессе роста.
Как и другие традиционные биочернила новинка состоит из желатиновой матрицы, похожей на каркас с живыми клетками. Учёные дополнили её криоконсервантами, которые предотвращают осмотический шок и ограничивают образование кристаллов льда, повреждающих клеточные мембраны.
Такие биочернила из сопла биопринтера попадают на охлаждённую до минус 20 градусов Цельсия пластину, где они мгновенно замораживаются. Кстати, этот процесс решает проблему слишком мягких и текучих биочернил. Их сложно превратить в желаемый объект.
«Нить биочернила замерзает в течение миллисекунд после соприкосновения с холодной пластиной, поэтому она не успевает потерять свою первоначальную форму, - говорит профессор Юй Шрике Чжан (Yu Shrike Zhang). - Затем вы можете наращивать слои друг на друга, в конечном итоге получая отдельно стоящую трёхмерную структуру, способную выдержать собственный вес».
В лабораторных испытаниях ткань, напечатанную с помощью новых биочернил, хранили при температуре -196 ºC на протяжении трёх месяцев и более. Когда впоследствии она оттаивала в тёплой жидкой среде, клетки внутри него оставались жизнеспособными.
«Восстановить ткани довольно просто, - говорит Чжан. - Это похоже на возвращение к жизни любого типа замороженных клеток. Вы возвращаете их в тёплую среду и используете быстрый процесс размораживания».
Читайте также: Новый метод 3D-печати позволит создавать органы за несколько секунд
Чтобы показать, что ткани могут сохранять свою первоначальную функциональность, Чжан и его коллеги провели серию анализов жизнеспособности клеток. Оказалось, что клетки дифференцируются как и раньше.
В будущем такие ткани могут служить реалистичными моделями для тестирования новых лекарств или использоваться для помощи пациентам, нуждающимся в замене тканей после травмы или болезни.
Статья авторов разработки вышла в издании Matter.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее. Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, twitter, ВК, Facebook, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.
