Печать артерий при помощи 3D-принтера

Ученым в США удалось создать сложные структуры органов, таких как сердце, коронарные и бедренные сосуды. Все этого стало возможно благодаря 3D-технологиям. Была изобретена новая методика печати, получившая название «гель в геле».

Детали работы напечатали в издание Science Advances. Также можно ознакомиться с пресс-релизом на сайте Университета Карнеги—Меллон.

 

 

Традиционные материалы для печати на 3D-принтере — пластик или металл. Но для человеческих органов необходимо применять биосовместимые материалы, которые были бы мягкими.

Создать мягкие объекты при помощи 3D-печати достаточно сложно. Технология печати использует один слой как основу для следующего. Материалы, которые подходят для применения в здравоохранении: коллаген, фибрин и прочие — в желеобразном состоянии, не подходят для печати, т. к. слои в них проседают под собственным весом.

Однако удалось решить проблему: разработчики создали матрицу из другого геля на базе микрочастиц желатина.

Исследователям требовался такой материал, в котором игла двигалась бы свободно. При этом сам материал должен был быть плотным, чтобы не рассыпались слои, нанесенные прежде. Потому ученые решили использовать желатин. Его предварительно обрабатывают в блендере, преобразуя в гелеобразное состояние, где частицы нужного размера.

Для самого процесса печати использовали белки, но также подходила альгиновая кислота.

Трафаретом служили 3D-модели сердца и сосудов, которые получали методом магнитно-резонансной томографии. Исследователи проводили эксперимент, в ходе которого основу из желатина помещали в лабораторный сосуд – чашку Петри. Игла печатающего устройства помещалась в основу из желатина. Пока прибор печатал, происходило гелеобразование полисахарида в желатине.

Опыты проходили в стерильных условиях с такими параметрами, как температура 4-22°С, что не позволяло гелю, выступающему основой, растекаться. Чтобы убрать желатиновую поддержку, температуру повышали до 37°С.

 

Живые клетки также можно включать в состав производимого объекта. При заданной температуре они не будут повреждены.

Эта открытие не только дает новые перспективы медицине, но и удешевляет цену на печать. Ранее требовался принтер особой конструкции, стоило такое устройство недешево. Теперь же можно использовать обычные принтеры. В планах ученых — использование сердечных клеток и создание мышечной ткани. Они стремятся к созданию первого печатного сердца.

 

По материалам: 3dprint.com