Ученые напечатали мышцы на 3D-принтере в условиях невесомости: путь к созданию органов человека

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха выяснили, что создать мышечные ткани человека в условиях гравитации невозможно, но их можно напечатать на 3D-принтере в условиях микрогравитации. Ученым удалось напечатать сложную мышечную ткань в условиях невесомости, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В космосе состояние здоровья астронавтов резко ухудшается в условиях невесомости. Чтобы решить эту проблему и защитить космических путешественников от проблем со здоровьем, ученые ищут реалистичные тестовые модели. Чтобы получить мышечную ткань в максимально точных условиях, ученые использовали параболические полеты для кратковременной имитации микрогравитации космоса. Этот технический подвиг приближает исследователей к их долгосрочной цели: выращиванию человеческих органов на орбите для изучения болезней и разработки новых методов лечения.

Производство биологических структур, таких как мышечная ткань, представляет собой сложную задачу в условиях нормальной гравитации на Земле. Поэтому ученые ищут способы напечатать ткань органов, которая будет выглядеть точно так же, как естественные структуры организма. Но гравитация мешает этому процессу.

Для 3D-печати ученые использовали специальное вещество, называемое биочернилами. Оно состоит из материала-носителя, смешанного с живыми клетками. Вес биочернил и внедренных клеток может привести к разрушению или деформации структуры мышечной ткани. Кроме того, клетки могут неравномерно погружаться в биочернила. Это приводит к получению менее реалистичных моделей.

В условиях невесомости эти разрушающие силы исчезают. Таким образом ученые могут создавать мышечные волокна точно так же, как они расположены в теле. Такая точность построения имеет решающее значение: только модели, точно отражающие структуру человеческого тела, дают надежные результаты при тестировании новых лекарств или изучении болезней.

Ученые использовали параболические полеты для имитации условий микрогравитации, а затем напечатали мышечную ткань на 3D-принтере в условиях невесомости с помощью биотехнологической системы G-FLight. Результаты показали, что ткань, напечатанная в условиях невесомости, обладала такой же жизнеспособностью клеток и таким же количеством мышечных волокон, как и ткань, напечатанная в условиях гравитации.

Последнее исследование — это еще один шаг к реальности, в которой возможно производство функциональных человеческих органов для трансплантации. Это может быть важным событием, поскольку нынешний стандарт привел к тому, что списки ожидания трансплантации стали невероятно длинными.

Что касается космоса и гравитации, то новое достижение ученых может дать надежду на решение проблемы дефицита мышечной массы у астронавтов. Известно, что микрогравитация разрушает мышечную массу, и возможность производства и тестирования мышечной ткани в космосе может способствовать развитию космической медицины.

Например, планируется отправить на МКС искусственные сердца, напечатанные на 3D-принтере, для проверки влияния космической среды на астронавтов, которые когда-нибудь отправятся в длительные космические полеты.

Успешное создание мышечных конструкций в условиях невесомости представляет собой важный шаг вперед в области тканевой инженерии, космических исследований и биомедицины. Ученые хотят использовать эти методы печати для создания сложных человеческих органов и тканей на борту МКС. В космосе ученые могут проводить фундаментальные исследования благодаря этим "моделям органов".

Как уже писал Фокус, на борту МКС будет проведено испытание новой космической еды из мочи астронавтов. Протеиновый порошок Solein может стать едой для астронавтов на Луне и Марсе.