Биоинженеры работают над созданием органов с помощью 3D-печати

2019.05.07 | 13:05

AMP logoAMP-версия

На сегодняшний день люди научились печатать в 3D принтере практически все, что угодно, от горшков для растений до мебели. За границей существует несколько лабораторий, которые могут печатать в 3D структуры органов, которые можно использовать для трансплантации. Но некоторые органы сложнее создать, чем другие. Одна из больших проблем заключалась в том, что многие наши органы переплетены с запутанными сетями кровеносных сосудов, которые необходимы для их функционирования. Распечатать эти сосуды сложно, но исследователи из Университета Райс теперь нашли способ сделать это - с помощью дизайн-студии.

 

Перспектива 3D-печати функционирующих органов всегда заключалась в том, чтобы облегчить нынешнюю донорскую систему. По данным Объединенной сети по обмену органами, в настоящее время в США ожидают донорства органов более 74 тысяч человек, но за первые три месяца 2019 года было выполнено только 9502 трансплантаций. Существует дефицит доступных донорских органов, и 3D-печать их по требованию может быть решением. Однако, чтобы конкурировать с реальными человеческими органами, эти 3D-печатные органы должны быть способны выполнять свои функции. Для относительно простого органа, такого как мочевой пузырь, это не так уж сложно. Но 3D печать легких, например, это совсем другая история.

 

Легкие представляют собой сложные структуры с запутанными путями воздуховодов и кровеносных сосудов, которые взаимодействуют друг с другом, образуя функционирующее легкое. Джордан Миллер, биоинженер в Университете Райса, признал, что 3D-печать такой тонкой сети переплетающихся сосудов - это произведение искусства, поэтому он обратился за помощью к художникам.

 

Через Thingiverse , коллекцию проектов с открытым исходным кодом для 3D-принтеров, он нашел Джессику Розенкранц и Джесси Луи-Розенберга, основателей дизайнерской фирмы Nervous System . Обычно они создают украшения, лампы, пазлы или другие предметы, а не органы, но их вдохновленные наукой проекты уже напоминали тип структур, которые искал Миллер. «Мы никогда не предполагали, что у нас будет возможность вернуть это и спроектировать живые ткани», - сказал Розенкранц.

 

Команды объединили свои усилия в сотрудничестве, которые также включены биоинженерии группы Келли Стивенса в Университете штата Вашингтон, и результатом их усилий сделал крышку из науки на прошлой неделе, когда они объявили о создании 3D печататься небольшой легочную имитирующие структуру с и воздуховоды и кровеносные сосуды.

 

ЧИТАЙТЕ ТАК ЖЕ:  Научные исследования Леонардо да Винчи, 500 лет спустя

 

Созданная ими структура должна была быть достаточно гибкой, чтобы функционировать как орган, поэтому инженеры использовали технику, в которой синтетический материал превращается из жидкого в твердое в ответ на свет. Чтобы конструкция не стала слишком жесткой, они использовали пищевые красители, чтобы блокировать свет там, где это необходимо, и создавали только очень тонкие сплошные слои, чтобы сформировать гибкую общую структуру.

 

Их исследование доказательств принципа показало, что 3D-модель гидрогеля с печатью была достаточно сильной, чтобы противостоять тому типу движения, который может произойти в реальном легком. Напечатанная структура представляет собой лишь небольшую часть легкого, всего одну альвеолярную субъединицу, не больше пенни.

 

Эти типы переплетенных сетей встречаются не только в легких, но и в других органах. Другая часть исследований группы была связана с созданием 3D-печенки для мышей. Они использовали тот же метод гидрогелевой печати, чтобы создать каркас с кровеносными сосудами, вокруг которого можно было бы выращивать клетки печени. После пересадки этих структур мышам, у которых было повреждение печени, орган с 3D-печатью смог восстановить функцию печени через 2 недели.

 

Полностью функционирующие легкие или печень, напечатанные на 3D-принтере и подходящие для трансплантации человеку, еще далеко, но, чтобы помочь полевому прогрессу, Миллер и его коллеги позаботились о том, чтобы все файлы дизайна гидрогеля, которые они создали для этого исследования, были с открытым исходным кодом. Это означает, что любые другие группы, работающие с органами 3D-печати, могут использовать свое программное обеспечение в своей работе.

 

До того, как 3D-печатные органы были доступны тысячам людей в списках ожидания донорства органов, еще далеко, но благодаря совместному использованию материалов и совместной работе с художниками эти биоинженеры сделали нас еще на один шаг ближе.

Оцените материал
(0 голосов)

Другие новости категории

Оставить комментарий