Команда Джордана Миллера, доцента Школы инженерии Брауна (США), разработала технологию трёхмерной биопечати, которая решает проблему мультиваскуляризации. Проще говоря, они научились создавать на 3D-принтере сложную, запутанную структуру мельчайших сосудов произвольного назначения. И это открывает пути к печати аналогов самых сложных и важных органов в теле человека.
«Одним из главных препятствий на пути создания функциональных заменителей тканей была наша неспособность напечатать сложную сосудистую сеть, которая может поставлять питательные вещества в ткани, — объясняет Миллер.
Кроме того, наши органы на самом деле содержат независимые сосудистые сети — такие как дыхательные пути и кровеносные сосуды лёгкого или жёлчные протоки и кровеносные сосуды в печени.
Эти взаимопроникающие сети запутаны физически и биохимически, а сама архитектура тесно связана с функционированием тканей. Наша разработка — это первая технология биопечати, которая решает проблему мультиваскуляризации прямым и всеобъемлющим образом».
Ученые ожидают, что биопечать станет частью медицины в ближайшие 20 лет. Текущие исследования проводятся как в университетах, так и в частных учреждениях, таких как начинающая компания Volumetric, в которой работают несколько исследователей.
Но Миллер — сторонник 3D-печати с открытым исходным кодом и сделал все данные этого эксперимента свободно доступными через публикацию в журнале Science.
Миллер и его команда создали «аппарат стереолитографии для тканевой инженерии» (SLATE). Это разновидность 3D-принтера, который работает с гидрогелем, способным застывать при облучении ультрафиолетом.
Принтер создает объект в очень высоком разрешении, порядка 10–50 микрон, слой за слоем формируя сеть капилляров. В качестве теста был напечатан аналог искусственных лёгких, который оказался достаточно прочным, чтобы выдерживать расширение-сжатие при прокачке через него воздуха.
У напечатанной структуры стенки сосудов достаточно гибкие, но всегда сохраняют форму, чтобы крупные эритроциты могли проходить через них, не создавая пробок. Ученые могут варьировать многие параметры таких органов — например, чтобы напечатанный имплантат компенсировал врождённые дефекты родного органа и улучшал его работу.
А в будущем коллеги Миллера надеются, что им удастся напечатать рабочий орган целиком, не только для пересадок, но и в качестве образца для изучения рака, чтобы лучше понять, как болезнь захватывает различные части тела.
Как вы думаете, это перспективная технология?
