×
3D-распечатанные уши, кости и мышечные структуры оживают после имплантации в мышей

3D-распечатанные ткани и органы показали свой реальный потенциал в решении проблем нехватки доступной донорской ткани для людей, нуждающихся в пересадке, но приживаться им после имплантации не так просто. Поэтому технология биопринтинга постоянно совершенствуется.

 

Недавно ученые создали 3D-принтер для создания мышечных структур человеческого масштаба, которые созрели в функциональные ткани после имплантации в животных.

 

Исследователи изучали биопринтинг как средство замены поврежденных тканей в течение нескольких лет. Трудность в тиражировании человеческой ткани заключается в том, что она плохо приживается. Поэтому ученые решили применить воду со специализированными биочернилами, которые адаптируют распечатанную ткань так, чтобы она меньше вызывала отторжение у организма.

 

Так, исследователи Wake Forest Baptist Medical Center использовали биораствор, чтобы распечатанная ткань лучше приживалась в организме человека. Более 10 лет команда интегрировала различные распечатанные структуры в живые организмы, желая  преодолеть порог отторжения. Наконец, была разработана система ITOP – «Интегрированная система тканей и систем органов для печати». Для нее создан гель на водной основе, который содержит клетки, наряду с биоразлагаемыми полимерами, расположенными в виде решетчатой ​​структуры. Эта временная структура помогает органу прижиться к конкретному организму. В гель просто добавляют гены конкретного носителя.

 

3D-распечатанные уши, кости и мышечные структуры

 

Сам гель был оптимизирован, чтобы способствовать росту и здоровью клеток, в сочетании с микроканалами, которые позволяют питательным веществам и кислороду из организма проникать через структуру. Данная методика позволяет системе оставаться живой, пока она развивает систему кровеносных сосудов.

 

Исследователи использовали ITOP, чтобы произвести ухо детского размера (1,5 на 3,8 см), которое имплантировали под кожу мыши в лаборатории. Оно продолжило показывать признаки васкуляризации в течение нескольких месяцев.

 

Чтобы продемонстрировать свои возможности, когда дело доходит до структур мягких тканей, команда использовала систему для получения мышечной ткани, имплантировав ее в крыс, и обнаружила, что через две недели она стала достаточно прочной, чтобы индуцировать образование нерва. Пять месяцев спустя структуры созрели в васкуляризированные костные ткани.

 

«Наши результаты показывают, что биочернила, которые мы использовали в сочетании с микроканалами, обеспечивают надлежащие условия, чтобы сохранить клетки живыми и поддержать рост клеток и тканей», – говорит Энтони Атала (Anthony Atala), старший автор исследования.

 

Потенциал ITOP заключается в том, что человеку могут просто вырастить недостающий участок ткани, такой как нос или ухо. Система не только воспроизведет точную копию, но и гарантированно позволит новой ткани прижиться. При дальнейшем развитии эта технология потенциально может быть использована для печати живых тканей и органов для хирургической имплантации.

 

Исследователи будут продолжать разрабатывать данный подход для отслеживания долгосрочных результатов. В настоящее время их исследования опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

 

Автор: Степан Мазур

 

Оригинал фото: gizmag