Группа ученых из Штутгартского университета разработала миниатюрный 3D-принтер, способный создавать живые ткани прямо внутри организма. Эта технология может полностью изменить подход к регенеративной медицине, позволяя восстанавливать поврежденные ткани без пересадки заранее выращенных образцов.
Принцип работы принтера
Проект возглавляет Андреа Тулуза, эксперт по микрооптике и 3D-печати из Института прикладной оптики. Принтер устанавливается на кончике оптического волокна тоньше грифеля карандаша. На его конце находится крошечная 3D-напечатанная линза размером с крупинку соли.
Линза фокусирует лазерный луч, который послойно фиксирует био-чернила, формируя живую ткань. Принцип схож с обычной 3D-печатью, но масштаб — клеточный.
«Мы хотим создать микрооптику, не превышающую крупинку соли, чтобы печатать структуры с микронным разрешением, буквально на уровне клеток», — объясняет Тулуза.
Почему важно печатать прямо в теле
Современная биопечать позволяет выращивать хрящи, мышцы и сосуды, но их потом приходится пересаживать. Это увеличивает риск отторжения и повреждения тканей. Мини-принтер решает проблему, доставляя био-чернила в нужное место с помощью эндоскопа и формируя сложные структуры прямо внутри организма.
«Такой подход снижает вмешательство хирургов и потенциальные осложнения», — добавляет Тулуза.
От лаборатории к клинике
Разработка ведется в рамках проекта 3D Endoscopic Microfabrication (3DEndoFab) с финансированием Carl Zeiss Foundation. Ранее команда доказала, что ультракороткие фемтосекундные лазерные импульсы позволяют печатать микроструктуры через оптические волокна. Сейчас исследователи работают над повышением точности и использованием биосовместимых материалов, безопасных для живых клеток.
Ученые сотрудничают с Михаэлем Хайманом из Института биоматериалов и биомолекулярных систем для создания «био-чернил», которые могут стимулировать рост клеток и приживаться в организме.
Перспективы технологии
Мини-принтер может быть введен в организм через катетер или эндоскоп, чтобы печатать каркасы для восстановления тканей. Команда хочет проверить, могут ли эти каркасы направлять рост клеток и запускать естественные процессы регенерации.
Для ускорения клинического внедрения группа Тулузы присоединится к сети Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS) в составе Cyber Valley, объединяющей робототехнику, биоинженерию и ИИ.
«Важно доводить идеи до конца — до реальных медицинских применений», — подчеркивает Тулуза.
Технология может стать прорывом в восстановлении хрящей, мышц, сосудов и других тканей. Мини-3D-принтер позволяет работать с микроскопическими структурами, повторяя сложные природные формы и обеспечивая точное соответствие размеру и функции клеток. Это шаг к «внутренней» регенерации без разрезов и пересадки тканей.
Хирурги впервые создали имплантат позвоночника с помощью ИИ и 3D-печати
Живую легочную ткань напечатали на 3D-принтере
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram