НАУКОВІ НОВИНИ: Створена технологія швидкого друку органів

12 вересня 2019 року

Стовбурові клітини дозволяють швидше друкувати органи для пересадки. 

Завдяки двоетапному процесу друку, розробленому в Гарварді, в матрицю зі стовбурових клітин можна швидко впровадити судинну мережу. Це забезпечує тканину поживними речовинами і прискорює процес її розвитку. Брак донорських органів вважається однією з головних проблем сучасної охорони здоров'я і стає причиною передчасної смерті тисяч людей. Зокрема повідомляється, що лише у Сполучених Штатах 20 людей вмирають щодня в очікуванні трансплантації органів , і хоча щорічно проводиться понад 30 000 трансплантацій, зараз у списках очікування органів перебуває понад 113 000 пацієнтів. Штучно вирощені органи людини багато хто сприймає як "священний грааль" для вирішення цього дефіциту органів, а досягнення 3D-друку призвели до бурхливого використання цієї техніки для побудови конструкцій з живих тканин у формі людських органів. Однак у всіх 3D-друкованих тканинах людини на сьогоднішній день не вистачає клітинної щільності та функцій на рівні органу, необхідних для їх використання при реставрації та заміні органів.
Рішенням можуть стати штучно вирощені або надруковані органи, проте сучасні технології поки не дозволяють зробити їх повноцінними аналогами справжніх. Дослідники з Гарварду, про роботу яких розповідає Science Daily, запропонували новий підхід до біологічного 3D-друку.


Живі ембріоїдні тіла оточують порожнистий судинний канал, надрукований методом SWIFT (Sacrificial Writing Into Functional Tissue).

Запропонована вченими методика складається з двох етапів. Спочатку зі стовбурових клітин створюють щільну матрицю, котра за консистенцією нагадує майонез. Потім за допомогою спеціальної насадки в неї впроваджується желатинове чорнило, що стане основою для судинної мережі. При нагріванні до 37° С клітинний матрикс твердне, а желатин тане, звільняючи мережу каналів, вбудованих в тканину.


Розгалужена мережа каналів-"судин" (червоного кольору) на основі желатину - 3D-друк у живій структурі серцевої тканини, що складається з мільйонів клітин (жовтого кольору) за допомогою тонкої насадки для імітації судинної системи органів.

Учені продемонстрували, що їх можна використовувати для транспортування насичених Оксигеном рідин і живлення клітин. В експерименті тканини, надруковані за допомогою нової технології, залишалися життєздатними. При відсутності вбудованих каналів клітини гинули протягом 12 годин.


Тканини, створені без надрукованих SWIFT каналів, демонструють загибель клітин (червоні) після 12 годин культивації (ліворуч), тоді як тканини з каналами (праворуч) мають здорові клітини.


Додаткові випробування підтвердили, що методика дозволяє друкувати функціональні органоспецифічні тканини. Автори надрукували тканину серцевого м'яза, яка почала синхронно скорочуватися, немов справжня. Дослідники сподіваються, що їх розробка значно просуне медичний біодрук, створюючи на першому етапі більш досконалі органели для вивчення хвороб і тестування ліків, а в перспективі - повноцінні органи для пересадки.

Відео роботи можна переглянути на цій сторінці.

Джерела: 1, 2, 3, 4, 5. Фото: ©Wyss Institute at Harvard University.

Підготував проф. В. Трокоз

Захисти дисертаційРегіональні навчальні заклади (синій)Набір на навчання (синій)_2015

Натисніть «Подобається», щоб читати
новини НУБіП України в Facebook