Новая технология 3D-печати может создавать ткани так же мягко, как мягкий мозг человека или губчатые легкие — то, чего раньше не было. «Присадочное производство» или трехмерная печать обещают позволить врачам создавать специализированные органы для пациентов, использующих собственные клетки пациентов, что может помочь снизить серьезную нехватку органов для людей, нуждающихся в трансплантации.

Однако технология все еще имеет значительные ограничения. Для создания этих органов биоинженеры должны использовать трехмерные печатные приспособления, которые имитируют структуру органов, которые затем заполняются клетками. Пока что только относительно жесткие материалы могут быть трехмерными. Но некоторые органы в организме, такие как мозг и легкие, имеют чрезвычайно мягкую структуру.
«Типы биологических структур, которые были напечатаны ранее, были бы такими вещами, как кости или более жесткие органы, такие как печень и почки», — сказал Чжэнчу Тан, научный сотрудник Департамента машиностроения Имперского колледжа Лондона и ведущий автор недавно опубликованной статьи, описывающей новый метод 3D-печати.
«Мы использовали очень мягкий материал, который является составным гидрогелем, и печатали более мягкие ткани, похожие на мозг и, возможно, легкие», — сказал Тан в интервью Live Science.

Но проблема с 3D-печатью очень мягких материалов заключается в том, что нижележащие слои имеют тенденцию к обрушению, так как дополнительные слои добавляются поверх них во время процесса 3D-печати, сказал Тан. Действительно, процесс 3D-печати включает в себя создание объекта по слоям, а это означает, что нижние слои должны поддерживать вес растущей структуры. Чтобы обойти эту проблему, исследователи охладили вещи — буквально. «Мы используем процесс криогенной печати, а это означает, что предыдущий слой заморожен», — сказал Тан. «Замораживание делает слой очень прочным и стабильным, так что следующий слой можно напечатать поверх него, а 3D-объект не разрушается под собственным весом». После завершения печати инженеры могут медленно отморозить объект, и он сохраняет свою форму, сказал он.

Для 3D-печати на эшафоте исследователи использовали новый композитный гидрогель, состоящий из двух компонентов: водорастворимого синтетического полимерного поливинилового спирта и желеобразного вещества, называемого Phytagel.
Затем они покрывали полученную структуру коллагеном и заполняли его клетками человека. Однако для целей эксперимента исследователи использовали клетки кожи вместо клеток мозга на эшафот, предназначенные для имитации человеческого мозга. До сих пор исследователи смогли создать только небольшие образцы мозговой ткани, а не весь мозг. «Если вы попробуете 3D-печать полного мозга со стандартным коммерчески доступным 3D-принтером клеток, это будет очень сложно», — добавил старший автор исследования Антонио Элиа Форте, научный сотрудник отдела биоинженерии.

Метки: медицина, органы, принтер