Медицинский прорыв, который может произвести революцию в трансплантации органов, заключается в том, что ученые впервые разработали новую технику 3D-печати для создания сложной сети кровеносных сосудов, необходимой для выращенных в лаборатории органов. Этот метод, который включает создание формы сети сосудов во льду, а затем ее таяние, оставляя после себя тонкую полую сеть, считается более биологически совместимым, чем предыдущие методы.
Новый подход к 3D-печати кровеносных сосудов основан на формировании формы для льда, которую затем заливают органическим материалом. Использование воды и нетоксичной формы тяжелой воды обеспечивает более биологически совместимый процесс. Когда лед тает, он оставляет после себя сложную и полую сеть сосудов, имитирующую естественные структуры человеческих органов.
Этот инновационный метод решает одну из основных задач в производстве искусственных органов: создание кровеносных сосудов. Эти сети необходимы для доставки кислорода и питательных веществ к клеткам, а также для удаления отходов. Предыдущие методы не позволяли создать достаточно маленькие сосуды, чтобы эффективно функционировать в выращенных в лаборатории органах, но этот новый подход предлагает многообещающее решение.
Ученые успешно создали трехслойный артериальный трансплантат, имитирующий структуру нативной артерии. Внутренний слой, состоящий из волокон поликапролактона (PCL), ориентированных по направлению кровотока, способствует росту эндотелиальных клеток и предотвращает адгезию тромбоцитов. Средний слой, состоящий из PCL и полиуретана (ПУ), обеспечивает механическую поддержку и стабильность. Внешний слой, состоящий из волокон PCL с нерегулярным расположением, способствует росту нервов и перицитов. Эта трехслойная конструкция не только обеспечивает механическую поддержку и стабильность, но и превращает трансплантат в живой имплантат. Способствуя росту клеток и образованию новой ткани, трансплантат интегрируется с телом реципиента, снижая риск отторжения и повышая шансы на успешную трансплантацию.
Помимо потенциала создания функциональных искусственных органов, эта новая технология 3D-печати может также иметь важное значение для медицинских исследований. Ученые разработали микрофлюидный чип, содержащий микроваскуляризированные сердечные сфероиды, которые имитируют системную доставку терапевтических средств.
Эти микрофлюидные чипы можно использовать для проверки воздействия лекарств на ткани сердца, что потенциально снижает необходимость испытаний на животных. Создав более точную модель тканей человека, ученые смогут лучше предсказывать, как лекарства будут взаимодействовать с организмом, и выявлять потенциальные побочные эффекты до начала клинических испытаний.
