Учені надрукували м'язи на 3D-принтері в умовах невагомості: шлях до створення органів людини

Учені зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха з'ясували, що створити м'язові тканини людини в умовах гравітації неможливо, але їх можна надрукувати на 3D-принтері в умовах мікрогравітації. Вченим вдалося надрукувати складну м'язову тканину в умовах невагомості, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

У космосі стан здоров'я астронавтів різко погіршується в умовах невагомості. Щоб розв'язати цю проблему і захистити космічних мандрівників від проблем зі здоров'ям, вчені шукають реалістичні тестові моделі. Щоб отримати м'язову тканину в максимально точних умовах, вчені використовували параболічні польоти для короткочасної імітації мікрогравітації космосу. Цей технічний подвиг наближає дослідників до їхньої довгострокової мети: вирощування людських органів на орбіті для вивчення хвороб і розробки нових методів лікування.

Виробництво біологічних структур, таких як м'язова тканина, є складним завданням в умовах нормальної гравітації на Землі. Тому вчені шукають способи надрукувати тканину органів, яка матиме такий самий вигляд, як природні структури організму. Але гравітація заважає цьому процесу.

Для 3D-друку вчені використовували спеціальну речовину, звану біочорнилами. Вона складається з матеріалу-носія, змішаного з живими клітинами. Вага біочорнил і впроваджених клітин може призвести до руйнування або деформації структури м'язової тканини. Крім того, клітини можуть нерівномірно занурюватися в біочорнило. Це призводить до отримання менш реалістичних моделей.

В умовах невагомості ці руйнівні сили зникають. Таким чином вчені можуть створювати м'язові волокна точно так само, як вони розташовані в тілі. Така точність побудови має вирішальне значення: тільки моделі, що точно відображають структуру людського тіла, дають надійні результати під час тестування нових ліків або вивчення хвороб.

Вчені використовували параболічні польоти для імітації умов мікрогравітації, а потім надрукували м'язову тканину на 3D-принтері в умовах невагомості за допомогою біотехнологічної системи G-FLight. Результати показали, що тканина, надрукована в умовах невагомості, мала таку саму життєздатність клітин і таку саму кількість м'язових волокон, як і тканина, надрукована в умовах гравітації.

Останнє дослідження — це ще один крок до реальності, в якій можливе виробництво функціональних людських органів для трансплантації. Це може бути важливою подією, оскільки нинішній стандарт призвів до того, що списки очікування трансплантації стали неймовірно довгими.

Що стосується космосу і гравітації, то нове досягнення вчених може дати надію на розв'язання проблеми дефіциту м'язової маси в астронавтів. Відомо, що мікрогравітація руйнує м'язову масу, і можливість виробництва і тестування м'язової тканини в космосі може сприяти розвитку космічної медицини.

Наприклад, планується відправити на МКС штучні серця, надруковані на 3D-принтері, для перевірки впливу космічного середовища на астронавтів, які колись вирушать у тривалі космічні польоти.

Успішне створення м'язових конструкцій в умовах невагомості є важливим кроком уперед у галузі тканинної інженерії, космічних досліджень і біомедицини. Вчені хочуть використовувати ці методи друку для створення складних людських органів і тканин на борту МКС. У космосі вчені можуть проводити фундаментальні дослідження завдяки цим "моделям органів".

Як уже писав Фокус, на борту МКС буде проведено випробування нової космічної їжі з сечі астронавтів. Протеїновий порошок Solein може стати їжею для астронавтів на Місяці та Марсі.