3D-печать органов выходит на новый уровень
3D-биопечать обещает вскоре изменить методы, которыми современная медицина сегодня справляется с функциональной недостаточностью органов. Каждый год сотни тысяч людей умирают, потому что они не могут получить достаточно быстро необходимый орган для пересадки. Спрос на донорские органы намного превышает предложение, оставляя беспомощных пациентов в состоянии, в котором никто не должен оставаться: в ожидании своего шанса на жизнь.
Как известно, благодаря 3D-печати ученым удалось создать несколько различных видов тканей человека, и прежде всего, это ткань печени, которая в настоящее время уже используется в испытаниях лекарственных препаратов на токсичность. И все-таки, на сегодняшний день существует одно основное препятствие, которое не дает нам перейти от печати крошечных пластинок ткани органа, к 3D-печати целых органов, которые могли бы однажды быть созданы из стволовых клеток пациентов для последующей пересадки, чтобы спасти им жизнь. Это препятствие заключается в кровоснабжении этих 3D-печатных органов. Каждая клеточка любого человеческого органа, такого, как печень, почка или сердце, всегда находятся на расстоянии не больше ширины волоска от кровеносных капилляров.
Это невероятно сложная система, которую по сей день, исследователи считали практически не разрешаемой задачей для биопечати. Без соответствующей кровеносной системы клетки будут испытывать нехватку кислорода, а также не смогут избавляться от собственных продуктов жизнедеятельности, что очень быстро приведет к их гибели и сделает 3D-печатный орган совершенно бесполезным.
Ученые из университетов Сиднея, Гарварда, Стэнфорда и Массачусетского Технологического Института решили объединить усилия, чтобы решить эту невероятно сложную задачу. В результате чего, вчера Университет Сиднея сделал беспрецедентное заявление. Команда ученых из всех четырех университетов нашла способ, который позволит создавать систему кровоснабжения в процессе 3D-биопечати.
Сосудистая сеть печени человека
Для достижения этой цели, исследователи использовали чрезвычайно сложный биопринтер для создания крошечных волокон, каждое из которых взаимосвязано с другими, и которые будут представлять собой комплекс сосудистой структуры органа. Они покрыли эти волокна эндотелиальными клетками человека, а затем покрыли их материалом на основе протеинов, которыми богаты клетки. Затем клетки, вымоченные в белковом материале отверждают, воздействуя на них светом.После этого, исследователи тщательно удаляют волокна, оставляя сложную сеть крошечных пространств на протяжении всего затвердевшего клеточного материала. Эндотелиальные клетки человека остаются при этом внутри крошечных пространств, созданных волокнами, которые уже через неделю самостоятельно организуются в стабильные капилляры.
«В то время, как воссоздание маленьких кусочков тканей в условиях лаборатории - это то, что мы уже успешно делали, возможность 3D-печати объемных тканей с функциональными капиллярами в кратчайшие сроки - это то, что может полностью изменить существующую ситуацию» - сказал ведущий исследователь из Сиднейского Университета, д-р Луиз Бертассони.
«Безусловно, упрощенные регенеративные материалы уже давно доступны, но истинная регенерация сложных и функциональных органов - это то, чего хотят врачи и что необходимо пациентам. И это цель нашей работы».
Будем надеяться, что открытие этой технологии ускорит темпы исследований био-печати и быстрее приведет нас в то время, в не слишком отдаленном будущем, когда мы сможем удовлетворить растущую потребность в органах для трансплантации. И, хотя до тех пор еще, по крайней мере, несколько лет, технологии 3D-биопечати развиваются очень быстро и внушают надежды на очень радужные перспективы.А как вы считаете, приблизит ли эта новая технология ученых к реальной возможности 3D-печати целых человеческих органов? Делитесь своим мнением в комментариях к этой статье.
