Найден новый способ 3D-биопечати мягких тканей

  • 16 января, 2018
    0 Comments

    Исследователи из Великобритании предложили новую технологию 3D-биопринтинга, которая позволит искусственно воспроизводить мягкие структуры человеческого тела, подобные тканям мозга или легких. Чтобы напечатанная ткань не проседала под собственным весом, разработчики предложили замораживать нижние слои материала с помощью сухого льда.

    3D-печать тканей организма живыми клетками — технология, которая в перспективе поможет многим людям, ожидающим своей очереди на получение донорского органа для пересадки. В некоторых случаях искусственно созданные органы позволят избежать отторжения и повышенного риска для пациента. Для большинства методов 3D-биопринтинга живые клетки укладывают на твердый «скелет», воспроизводящий структуру нужной ткани. Поэтому таким образом можно напечатать лишь относительно плотные органы, например печень или почки.

    «Скелет» для мягкой ткани создали из композитного гидрогеля. Он состоит из поливинилового спирта (водорастворимого термопластичного полимера) и геллановой камеди (желеобразующего загустителя). Авторы новой методики говорят: основная проблема при печати мягких тканей — трудности при наслаивании материала основы. Мягкие «чернила» для 3D-принтинга гораздо хуже удерживают заданную форму под воздействием массы. Вес верхних слоев заставляет нижние проседать, и структура ткани нарушается.

    Чтобы решить эту проблему, разработчики предложили быстро замораживать предыдущий слой перед тем, как уложить поверх него следующий. Нижний слой обрабатывают «сухим льдом» — твердым диоксидом углерода. Когда процесс окончен, готовую гидрогелевую основу постепенно согревают, и она принимает окончательную форму. Мягкий «скелет» ткани покрывают коллагеном и заполняют клетками. В эксперименте использовали клетки человеческой кожи, но исследователи заявляют, что так можно печатать и другие ткани с мягкой структурой — ткани легких или мозга.

    Пока технология позволяет создавать только небольшие фрагменты этих тканей, напечатать целый мозг на 3D-принтере не получится. Однако эти фрагменты можно использовать для исследования процессов, протекающих в определенных типах тканей. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

    Оригинал: https://naked-science.ru/article/sci/3d-printer-vpervye-napechatal-myagkie

  • Экспертная колонка

    27 марта 2017

    Термин «стволовые клетки» придумал русский ученый А.А. Максимов еще в начале прошлого века, исследуя процесс кроветворения, затем А.Я. Фриденштейн доказал наличие других, не только кроветворных стволовых клеток. С тех пор мировая наука существенно продвинулась в изучении этого вопроса.

    Сегодня известно, что стволовые клетки являются основой самоподдержания и обновления организма человека. Установлено, что они входят в состав не только костного мозга, но и соматических и висцеральных тканей нашего организма. С различной степенью регулярности эти клетки обновляются, тем самым поддерживая здоровье человека на должном уровне.

    Некоторые клетки организма обновляются раз в две недели, а другие – раз в год, третьи – не обновляются совсем (например, нейроны), однако возраст и болезни уменьшают их количество. Таким образом, резерв стволовых клеток, «перезагружающих» и «ремонтирующих» наш организм истощается. Стало очевидно, что нужно повышать их потенциал, для чего можно, например, изымать стволовые клетки из организма, приумножать их в сотни, тысячи раз и вводить обратно. Кроме того, ученые с помощью стволовых клеток научились выращивать ткани и некоторые органы.

    Однако академик считает, что это не решит проблемы, потому что благодаря развитию медицины продолжительность жизни человека растет с каждым годом. Это может приводить к тому, что будет появляться все больше пациентов, которые будут нуждаться в органах для трансплантации: сердце, почках, печени, легких.

    Решение проблемы и логичное развитие регенеративной медицины он видит не в том, чтобы искусственно вырастить орган и подсадить его человеку (своего рода «паллиативное решение проблемы»), но научиться контролировать обновление клеток и программировать эту регенерацию внутри человеческого организма.

  • Видео недели

    Ученые из клиники Майо решили изучить влияние микрогравитации на рост и биологические свойства стволовых клеток, для чего в ближайшее время будет подготовлен эксперимент по культивирования стволовых клеток человека на МКС. Спицалисты считают, что микрогравитация и невесомость могут не просто менять регенеративный потенциал стволовых клеток, но и стать новым способом более эффективного культивирования и найти свое применение в тканевой инженерии.

  • Twitter лента