Техника и электроника

На страницах нашего портала (как и в нашем новостном канале в Телеграм) мы уже неоднократно рассказывали вам об успехах в области трехмерной печати органов. Есть мнение, что в недалеком будущем эта технология позволит избавиться от донорских органов, полностью заменив их на «напечатанные». Только вот на сегодняшний день с 3D-печатью органов есть одна существенная проблема. И заключается она в самой технологии печати. И именно ее не так давно смогла решить группа ученых из Швейцарии.

Как печатают органы?

Для того, чтобы понять, в чем заключается сложность при печати органов, давайте разберемся, как эта технология работает. Если не вдаваться в технические подробности, то по большей части во время 3D-печати (и не важно, что вы печатаете — пластиковую деталь или орган), конечная форма создается путем послойного нанесения материала. Это позволяет создавать органы со сложной внутренней структурой. Но главный недостаток в данном случае — время. На печать одного органа уходит неоправдано много времени и ресурсов.

Это интересно: Пересадка органов от животных человеку произойдет уже в этом году.

Однако существует и другой способ — объемная биопечать, позволяющая формировать орган одновременно по всему объему. Метод заключается в том, что на особую «смесь» из клеток и фиксирующего материала поочередно с разных сторон подается лазер с разной проникающей способностью со специального проектора, который «показывает» лишь определенную часть 3D модели, которую видно с «точки зрения» этого проектора. В луче проектора ткани затвердевают. Так происходит до тех пор, пока весь будущий орган не будет «высвечен».

Схематичное изображение того, как происходит объемная печать

Команда ученых из лаборатории прикладных фотонных устройств (Laboratory of Applied Photonics Devices, LAPD) в Швейцарии заявила, что использование такого метода позволило им создавать сложные формы тканей в биосовместимом гидрогеле со стволовыми клетками. Более того, из этих тканей можно формировать органы с развитой кровеносной системой. Но самое потрясающее тут в том, что процесс печати занимает всего несколько секунд. Объемная печать может позволить создать новые, функциональные органы за короткий промежуток времени.

В отличие от обычной биопечати — медленного, послойного процесса, наша технология куда быстрее и предлагает большую свободу, не ставя под угрозу жизнеспособность клеток,- сказал один из авторов работы Дэмиен Лотери.

Ученые уже успешно (а главное, быстро) напечатали ткани сердечного клапана, мениска, легочной артерии и бедренной кости. Более того, напечатанные ткани и органы также могут быть использованы для создания взаимосвязанных структур вроде печени и желчного пузыря.

Это только начало. Мы считаем, что наш метод легко масштабируем для того, чтобы начать массовое производство органов и тканей. Не говоря уже о том, что можно создавать «персонализированные» органы для пересадки, которые не будут вызывать реакцию иммунного ответа.

Модель легочной артерии мыши, полученная с использованием нового метода объемной биопечати

Сейчас ученые нацелены на проведение масштабынх клинических испытаний и при этом, как заявляют сами авторы работы, их технология может обеспечить не только нужды донорской службы, но и различные исследовательские лаборатории, которые остро нуждаются в живых тканях для экспериментов. Это может уменьшить потребность в лабораторных животных, что очень часто подвергается критике в последние неколько лет.