Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Ученые сделали инноваторский 3D-биопринтер, могущий осуществлять новейшие ткани для трансплантации. Для подтверждения работоспособности собственного изобретения ученые напечатали часть челюстной кости, мышцу, также разнообразные хрящевые структуры, в фолиант числе и изумительно пропорционально четкое людское ухо.

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Спустя 10 лет разработок и исследовательских работ, команда ученых под управлением Энтони Атала из Колледжа регенеративной медицины в Уэйк Форесте предположила свое творение — Систему печати встроенных тканей и органов (IOPT). Как трехмерный биопринтер пройдет все нужные тесты и получит все сертификаты сохранности для пользования в человечьих вариантах, IOPT можно будет применять для изготовления и подмены покоробленных, утраченных либо пораженных заболеванием живых тканей пациентов. А уж потому что в каждом отдельно взятом случае перед фактически самим созданием тканей проводится четкий компьютерный анализ и моделирование, то система дозволяет в персональном порядке, с учетом оригинальных индивидуальностей анатомии пациента производить новейшие ткани для подмены. Детали о этом мед и технологическом прорыве были размещены в журнальчике Nature Biotechnology.

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Биопринтеры ишачят по тамошнему же принципу, что и поболее классические 3D-принтеры. Для изготовления тканей и органов тут тоже употребляется разработка сложноватой послойной печати. Но заместо пластика, резины и металлов в качестве основного материала употребляются специфические биоматериалы, кои дозволяют производить очень подобную с реальной живую ткань.

    Сегоднящая неполадка биопринтеров состоит в том, что они и не умеют осуществлять ткани конкретного объема и прочности. Конечный товар выходит очень хрупким и структурно нестабильным, дабы его можно существовало использовать при хирургической трансплантации. Кроме сего, существующие ныне биопринтеры неспособны воспроизводить этакие наиболее стройные структуры, как только кровяные сосуды. А уж без кровеносной системы клеточки сделанных тканей и органов и не сумеют приобретать актуально нужные питательные вещества и кислород.

    «Клетки ординарно и не сумеют выжить без микрососудистой системы, размеры которой все меньше 200 микрон. Это же верхушка, которую максимально мудрено либо даже почти нереально воспроизвести искусственным методом. Для биопечати это же предстало одной из главных преград», — разговаривает Атала.

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Новенькая система биопечати дозволяет решить все эти трудности. Перед изготовлением новейшей ткани ученые производят специальную форму (прототип) из биосовместимых полиуретановых материалов. После этого особый нетоксичный для клеток гель на аква базе и доставляет новейшие клеточки к данной структуре. Временная наружняя форма дозволяет задерживать форму печатаемого объекта перед началом окончания процедуры. Для решения вопросца ограничения объемов формируемой ткани исследователи применили специальную систему микроканалов, по которым к клеточкам будут доставляться питательные вещества и кислород.

    «Мы практически научились воссоздавать систему капилляров. Мы создаем систему микроканалов, кои ведут себя как только капиллярный слой», — разговаривает Атала.

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Для проверки написанных биочастей исследователи провели ряд тестов на живых зверях. Под кожу лабораторных грызунов ученые имплантировали людские уши. Спустя два месяца опосля операции уши сохранили собственную форму. Причем вокруг их образовалась новенькая хрящевая ткань и система кровеносных сосудов. Написанные ткани мускул ученые имплантировали лабораторным крысам. Как только и сделанные искусственным методом уши, мускулы тоже сохранили собственную первоначальную структурную крепкость и индивидуальности.

    Дальше ученые приименяли стволовые клеточки для сотворения челюстных костей, кои опосля печати были имплантированы в лабораторных крыс. Спустя пять месяцев из этих структур развилась костная васкуляризованная ткань. В дальнейшем написанные кости можно будет применять для лицевых реконструкций у граждан.

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Васкуляризация (развитие кровеносных сосудов) у 3D-напечатанного уха спустя 3 месяца

    Ученые сделали объемной этап в развитии трехмерной биопечати

    Иммунофлуоресцентные изображения отображают трехдневное развитие 3D-напечатанной мускульной ткани

    Атала помечает, что сделанные его командой исследователей 3D-напечатанные ткани имеют правильную форму, крепкость и владеют функциями и чертами, кои дозволяют применять ткань в человечьих вариантах. Сделанная ими система трехмерной биопечати дозволяет производить пропорционально правильные, структурно размеренные ткани почти хоть какой формы, а уж черновое компьютерное моделирование помогает подобрать надобные вариации с учетом четких физических требований пациента.

    Как система обоснует собственную сохранность и эффективность на официальном уровне, то ученые, полностью возможно, перейдут к людским испытаниям.

    «По-прежнему и не решен вопросец сохранности наших разработок. На нужные проверки будет нужно энное время. Надо будет провести гораздо огромное количество тестов», — помечает Атала.