Биопечать человеческих тканей все еще находится в стадии разработки, но она уже открывает путь к действительно захватывающим возможностям, включая возможность 3D-печати целых органов человека. Эта конкретная научная цель становится все более достижимой с каждым днем, и команда исследователей из Университета Карнеги-Меллона также сообщила о прорыве. Согласно отчету, команда смогла в 3D-масштабе распечатать компоненты сердца, которые могли бы функционировать как настоящие.
Конкретные клетки, которые отвечают за создание различных органов в организме человека, удерживаются вместе внеклеточной матрицей (ECM). Это не только белковая сеть, которая объединяет все вместе, но и обеспечивает биохимическую передачу сигналов, которая необходима для нормальной и здоровой работы органов. Коллаген является белком, который является фундаментальным для этой структурной целостности; однако, когда дело доходит до биопечати; Это также предлагает некоторые действительно замечательные проблемы.
Эндрю Хадсон, соавтор новой статьи, сказал: «Коллаген является чрезвычайно желательным биоматериалом для 3D-печати, потому что он составляет буквально каждую ткань в вашем теле». Однако, что делает 3D-печать настолько трудной, так это то, что она начинается как жидкость, поэтому, если вы попытаетесь напечатать ее в воздухе, она просто образует лужу на вашей сборочной деке. Поэтому мы разработали технику, которая предотвращает его деформацию.
Техника, о которой говорил Гудзон, фокусируется на специально разработанном гидрогеле. Команде удалось использовать его в качестве временной структуры поддержки, чтобы предотвратить попадание коллагена в кучу. Гель в основном служит в качестве ванны и позволяет коллагену осаждать слой за слоем, образуя в нем твердую структуру. Опорный гель можно удалить, нагрев его до комнатной температуры, оставляя структуру напечатанной в 3D.
Команда использовала эту технику, чтобы создать множество удивительных кардиальных компонентов. Эти компоненты были в полном объеме, а не только на основе коллагена. Фактически, они использовали кардиомиоциты вместе с данными изображения сердца для создания кровеносных сосудов, клапанов сердца, которые могли открываться и закрываться, и желудочков, которые могли сокращаться.
Адам Файнберг, профессор биомедицинской инженерии и материаловедения и инженерии, чья лаборатория выполнила эту работу, сказал: «То, что мы показали, – это то, что мы можем печатать фрагменты сердца клеток и коллагена в части, которые действительно работают, как клапан. сердце или маленький желудочек, который бьется. Используя данные магнитного резонанса человеческого сердца, мы смогли точно воспроизвести специфическую анатомическую структуру пациента и биопечатные трехмерные коллагеновые и человеческие сердечные клетки ».
Далее Фейнберг добавил: «Важно понимать, что предстоит еще много лет исследований. Но все же должен быть энтузиазм в отношении того факта, что мы действительно делаем успехи в области тканевой инженерии и функциональных органов человека, и этот документ является одним из шагов на этом пути ». Исследование команды было опубликовано в журнале Science.
