Женщина из Южной Кореи вошла в историю, став первым человеком, которому пересадили «новую» трахею, напечатанную на 3D-биопринтере с использованием стволовых клеток. Успех проведенной трансплантации дает надежду другим пациентам, которые потеряли часть своей трахеи из-за рака или в результате какой-то тяжелой травмы.
Согласно BBC Science Focus, ученые из Университета Гачон и Католического университета Кореи последние два десятилетия занимались экспериментами по созданию частичных заменителей органов с использованием 3D-печати и стволовых клеток. В последние годы команда ученых сотрудничала с корейской компанией T&R Biofab, специализирующейся на биомедицинском инжиниринге, чтобы объединить свои исследования с технологией 3D-печати, пригодной для использования в медицине. Разработанный ими 3D-биопринтер использует биочернила и поликапролактон (PCL), синтетический стабилизатор поликапролактона, для создания прочных, но гибких трансплантатов органов, в которые также интегрируются клетки эпителия полости носа и хрящевые клетки уха донора.
В 2019 году исследователи использовали 3D-биопринтер T&R для печати серии искусственных трахей для кроликов. Через двенадцать месяцев после имплантации искусственной трахеи, 13 из 15 кроликов были еще живы; у некоторых даже образовался неонатальный хрящ, что предполагает здоровую скорость адаптации и низкую вероятность того, что трансплантат будет отторгнут. Эти обнадеживающие результаты помогли команде перейти к первому испытанию на людях.
Потеряв часть трахеи из-за рака щитовидной железы, 50-летняя женщина, находившаяся на лечении в Сеульской больнице Святой Марии, получила право на первую в мире трахею, напечатанную на 3D-принтере с использованием стволовых клеток. Исследователи использовали МРТ и компьютерную томографию женщины, чтобы определить ее идеальные размеры трахеи. В течение двух недель команда напечатала на 3D-принтере трахею длиной 5 сантиметров, готовую к трансплантации.
Женщине провели операцию по трансплантации в прошлом году. Мало того, что ей не потребовались никакие иммунодепрессанты (что практически неслыханно в мире трансплантационной хирургии), ее новая трахея продолжает хорошо заживать. BBC Science Focus сообщает, что начинают формироваться новые кровеносные сосуды. Ожидается, что в течение пяти лет PCL в новой трахее женщины разрушится и впитается в ее организм; Будем надеяться, что за это время тело женщины восстановит ту часть трахеи, которую она потеряла. Проще говоря, искусственная трахея дает женщине время, необходимое ее телу, чтобы исцелить себя.
Ученые уже печатали человеческие органы из стволовых клеток на 3D-принтере, а также трансплантировали напечатанные на 3D-принтере органы, полностью изготовленные из синтетических материалов . Но трахея — совершенно особый случай. Трахея состоит из С-образных хрящевых колец, расположенных друг на друге, каждое из которых выделяется защитный слой слизи. Чтобы воссоздать трубчатую структуру этих хрупких колец, компания T&R разработала специализированный 3D-биопринтер, который в настоящее время используется только в одной сеульской больнице.
Согласно веб-сайту T&R, фирма также сотрудничает с Johnson & Johnson Innovation, подразделением «ранних медицинских технологий» крупнейшей в мире фармацевтической компании, над разработкой «хирургического решения» для 3D-биопечатной ткани. Несмотря на расплывчатую информацию, опубликованную фирмой, новая технология, аналогичная той, что использовалась при этой исторической трансплантации, вскоре может стать доступной для медицинских учреждений в США.