Надруковане життя: вчені створили прототип штучних кровоносних судин

Оскільки хвороби серця залишаються головною причиною смертності в усьому світі, потреба в синтетичних кровоносних судинах для заміни пошкоджених і порушених сегментів кровоносної системи нашого організму є як ніколи актуальною. Група фахівців із лабораторії біофабрикації Центру регенеративної медицини Утрехта (ЦРМУ), Нідерланди, спробувала вдосконалити наявні методи шляхом впровадження технологій 3D-друку, зокрема, доповнивши перспективний метод, відомий як об'ємний біодрук, ще однією додатковою технікою, пише New Atlas.

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

Об'ємний біодрук, у двох словах, використовує світло для вирізання структур у гелі, наповненому клітинами. Воно працює у швидкому темпі, забезпечуючи виживання клітин протягом усього процесу. Однак через властиву гелю м'якість кінцевий продукт виходить досить крихким. Кровоносні судини мають витримувати значні навантаження, тому голландські вчені звернулися до іншої процедури — електрографування розплаву. Електродрук розплавом — це метод 3D-друку, що дає змогу створювати складні та міцні конструкції шляхом розплавлення найдрібніших ниток біорозкладного пластику. Однак проблема полягає в тому, що живі клітини не можуть витримати необхідне тепло, що робить їхню участь у процесі недоцільною.

Зіткнувшись із цією перешкодою, команда з ЦРМУ використовувала електроплавлення розплаву для створення трубчастих будівельних риштувань. Після охолодження цих структур команда ввела багатий на клітини гель з об'ємного біопринтера і виявила, що їх можна успішно розмістити всередині або по обидва боки ешафота.

"Точність була ключовим фактором у цьому процесі. Ми повинні були переконатися, що каркас розташований точно посередині флакона, — пояснює перший автор Габріель Грессбахер. — Будь-яке відхилення призвело б до зміщення об'ємного друку. Однак ми домоглися ідеального вирівнювання, надрукувавши каркас на оправці, яку ми встановили на флакон".

У підсумку їхня наполеглива робота призвела до створення прототипу судини, що складається з каркаса, подвійного шару стовбурових клітин і шару епітеліальних клітин, що вкривають внутрішню поверхню трубки. Вчені також створили складніші судини з розгалуженою структурою, а також венозні клапани, здатні контролювати напрямок кровотоку.

Команда вважає, що ця структура може й надалі імітувати природні кровоносні судини, якщо по всій її довжині будуть зроблені найдрібніші отвори, що імітують проникність справжніх судин.

"Це дослідження було доказом концепції, — сказав Грессбахер. — Тепер нам необхідно замінити стовбурові клітини функціональними, які утворюють справжню кровоносну судину. Це передбачає введення м'язових клітин і фіброзної тканини навколо епітеліальних клітин. Наша поточна мета — надрукувати повністю функціонуючу кровоносну судину."

Раніше Фокус писав, що вчені розробили спосіб 3D-друку всередині людського тіла. Група інженерів розробила крихітну гнучку роботизовану руку, призначену для 3D-друку матеріалу безпосередньо на поверхні органів усередині тіла живої людини.

Також Фокус писав про нову революційну технологію 3D-біодруку. Це наблизило світ до того моменту, коли штучні тканини та органи зможуть створюватися з точністю скальпеля хірурга.