Я подарю тебе сердце: какие органы можно напечатать на биопринтере

Наука развивается стремительно. Еще недавно, в середине 20-го века, донорская трансплантация органов воспринималась как Донорская трансплантация уже была фантастикой, а спустя полвека мы стоим на пороге нового этапа. органы можно Не только трансплантация, но и лабораторная печать самими клетками пациента. Что представляет собой процесс биологического прогнозирования? какие органы уже можно напечатать Будь то на Земле или в космосе, конститутивная печать от печати с помощью решений для 3D-биопринтинга отличается.

Решения для 3D-биопечати

Органные конструкты

В 21 веке технология 3D-печати стремительно вошла в нашу жизнь. Печать можно все: сувениры, игры, детали и даже целые дома! 3D-принтеры создают трехмерные объекты путем нанесения слоев материала на подложку в соответствии с заданной цифровой моделью. Но что такое трехмерная биофабрикация? То же самое, но материалом для печати служит живая клетка или агрегат клеток, а результатом — микроорганизм или, как Ученые называют их тканевыми или органными структурами.

Такие конструкты можно В медицине их можно использовать для регенерации поврежденных органов, а в фармакологии — для контроля целостности живых клеток. органов В медицине фармакология для тестирования лекарств и косметики, биология для научных исследований и, в некоторых случаях, фармакология пищевой технологии для печати продуктов питания.

0 РЕКЛАМА — продолжение ниже

Биобумага, цифровая модель и материалы для биопечати

Процесс биопечати можно Процесс печати можно разделить на три основных этапа: предварительная обработка, обработка и репозиционирование. На первом этапе происходит моделирование будущего объекта и подготовка материала к печати. Цифровые модели создаются de novo (с нуля) и могут определяться воображением оператора или основываться на данных магнитно-резонансной томографии или компьютерной томографии. Материалы для печати включают живые клетки в их роли биологической валюты и специальные гели (на водной основе) в качестве подложек, т.е. биокарты. Гидрогели могут быть натуральными (например, коллаген, фибрин, гиалуроновая кислота) или синтетическими (например, временный полиэтилен или полиакриламид), но они должны быть биосовместимыми. Клетки должны чувствовать себя в нем комфортно; на втором этапе на матрасе печатается слой нужного объекта. биопринтера .

Реклама — продолжение ниже
0 РЕКЛАМА — продолжение ниже

Однако недавно напечатанные конструкции еще нельзя использовать. Они должны «созреть» с помощью биотоплива. На этом этапе можно влияют на различные свойства конструкции, определяя ее механическую прочность, биологические и функциональные свойства.

Что напечатать сложнее?

Проще всего использовать биосортировку. — органы Самый простой метод — использование биопечатных материалов, состоящих из двухмерной ткани кожи и хряща; второй — использование органы В виде полых трубок: трахея, кровеносные сосуды, пищевод, уретра и т.д. И, наконец, самые сложные. напечатать паренхиматозные органы , такие как почки, печень, сердце и легкие.

0 РЕКЛАМА — продолжение ниже

Ученые теперь хорошо знают, как печатать кожу и хрящи. и можно Даже самые простые из них используют. биопринтер . Уже существует множество исследований, объясняющих успех биопечати трубчатых структур и их имплантации экспериментальным животным. В области реальной . органов Были достигнуты и некоторые успехи. Например, в 2017 году российские ученые из компании 3D Bioprinting Solutions сделали напечатаны мышиные конструкции щитовидной железы, которые оказались работоспособными после пересадки мышам с гипотиреозом (дисфункция щитовидной железы с пониженным уровнем гормонов).

0 РЕКЛАМА — продолжение ниже
0 РЕКЛАМА — продолжение ниже

IN SITU

Помимо создания конструкций тканей и органов в лаборатории для последующей трансплантации пациентам, возможно также прямое замещение дефектов тканей и органов Операция. Этот подход имеет ряд важных преимуществ Поскольку печать происходит непосредственно на раневом ложе, не требуется биологическая бумага, снижается риск контаминации (инфицирования) пересаживаемого материала, а клеточный материал сразу попадает в естественную среду. Раневое ложе богато разнообразными факторами роста и содержит сигнальные молекулы, которые способствуют формированию правильных структур. Однако, как как и любой другой метод, in situ. биопринтинга Однако есть и недостатки. Главный из них — сложность печати на негоризонтальных поверхностях. Тем не менее, практические решения этой проблемы уже найдены. Классическая. биопринтеры Декартова система (спереди, сзади, сверху, снизу, справа, слева) также может быть заменена гибкой роботизированной системой.

0 РЕКЛАМА — продолжение ниже

Это означает, что можно Помимо выполнения биопечати под разными углами на раневых дефектах неправильной формы, она также может адаптироваться к дыхательным движениям пациента.

Нажмите для просмотра.

Новейшие подходы

Все вышесказанное относится к классической технологии биопечати, так называемой аддитивной биопечати. Но наука не стоит на месте. И недавно появилась новая технология, называемая трехмерной структурной биопечатью. В чем же ее принципиальные отличия? В этом случае биообъекты не собираются слой за слоем, а все строительные блоки собираются одновременно, и биобумага не нужна.