Новая технология биопечати – для более тонкой и здоровой ткани

3D-печать биологических тканей открывает огромные возможности для экспертизы лекарств и для восстановления поврежденных клеток, однако повторить сложное устройство человеческой ткани в лабораторных условиях весьма непросто. Новый метод биологической печати, разработанный исследователями Института биологическойинженерии Висса Университета Гарварда (США), позволяет создать тканевые структуры с небольшими кровеносными сосудами и множеством различных клеток, что является значительным успехом на пути к биопечати живой ткани.Новая технология биопечати – для более тонкой и здоровой ткани

3D-печать человеческих тканей была известна и раньше, однако исследователи могли создавать лишь относительно тонкие слои ткани. Попытки создать слой толщиной хотя бы в треть монеты в десять центов оканчивались неудачей, поскольку клеткам на внутренней стороне ткани не хватало кислорода и питательных веществ. Помимо этого, они не могли избавиться от отработанных веществ, и все это приводило к тому, что клетки задыхались и отмирали.

Для решения этой проблемы исследователи из Института Висса использовали специально созданные «биочернила» - такие чернила обладали определенными биологическими свойствами живой ткани. В первом типе биочернил использовалась внеклеточная матрица, которая соединяет клетки вместе и формирует ткань, в то время как второй тип представлял собой комбинацию такой матрицы и живых клеток.
Третий тип был создан таким образом, что он переходил в текучую стадию не при нагреве, а при остывании. Это означало, что после того, как команда исследователей использовала чернила для создания сети клеток, чернила могли быть охлаждены, расплавлены и высосаны из ткани, что приводило к созданию системы полых труб, в которые помещались кровеносные сосуды.

Такая структура соответствует устройству живой ткани, в которой жизнедеятельность внутренних клеток поддерживается системой маленьких, тонкостенных кровеносных сосудов, поставляющих кислород и питательные вещества и удаляющих отходы. Команда протестировала модель и с ее помощью смогла создать печатные ткани с различным устройством. В конце концов, исследователям даже удалось создать сложную структуру, состоящую из кровеносных сосудов и трех типов клеток. Предполагается, что такое устройство приближается к сложной структуре человеческой ткани.

«Клеточная инженерия нуждалась в подобной технологии, - говорит Дон Ингбер (Don Ingber), доктор медицины и доктор наук, директор-учредитель Института Висса. – Возможность создавать функциональную сеть сосудов при 3D-печати тканей перед ее имплантацией позволяет не только создавать более толстую ткань, но и хирургически соединяться созданную ткань с естественной сосудистой системой для немедленного осуществления перфузии имплантируемой ткани, что должно привести к значительному повышению ее приживаемости».

Первостепенную задачу для исследователей заключается в создании 3D-тканей, которые моделировали бы живую ткань настолько, что ткань можно было бы использовать для оценки эффективности и безопасности лекарств.
«Очевидные последующие применения нашего изобретения относятся именно к этой области», - заключает Дженнифер Льюис (Jennifer Lewis), член факультета здравоохранения Института Висса и старший автор исследования.

Источник