Жизнеспособные органы напечатали на 3-D принтере

Жизнеспособные органы напечатали на 3-D принтере

Ученые из медицинской школы Уэйк-Форест представили биопринтер, который печатает из живых клеток человеческие ткани, способные сохранять свою форму и приживаться в организме. В перспективе, напечатанные на биопринтере ткани и органы могут заменить искусственные протезы. Работа исследователей опубликована в журнале Nature.

Для создания органов и тканей принтер использует специальный гидрогель и пластиковый биоразлагаемый материал. Гидрогель представляет собой комбинацию из желатина, фибриногена, гиалуроновой кислоты и глицерина с достаточно высокой концентрацией живых клеток. Сначала принтер осторожно слой за слоем создает из него трехмерные объекты, а затем покрывает их внешней оболочкой из разлагаемого полимера. Эта оболочка помогает держать органам и тканям форму.

После того, как ткани пересаживают в организм, полимерная оболочка постепенно разлагается. В то же время клетки начинают самостоятельно выделять матрикс, который обеспечивает механическую поддержку клеток, и, в конечном итоге, необходимость во вспомогательном материале отпадает. Весь объем искусственной ткани пронизывает сеть микроканалов, по которым к клеткам поступают кислород и питательные вещества.

На данный момент ученые создали гелевый аналог кости свода черепа крысы на основе стволовых клеток человека из амниотической жидкости, уменьшенные копии человеческого уха из хондроцитов кролика и несколько «мышц» с использованием мышиного миобласта C2C12. Все образцы исследователи проверили в лабораторных и в естественных условиях, вживив их под кожу крыс и мышей.

Результаты, по мнению ученых, оказались многообещающими. Ушные раковины, подсаженные мышам, спустя два месяца сохранили форму, а также в них на 20 процентов увеличилось содержание гликозоаминогликанов, которые входят в состав клеточного матрикса. Мышечная ткань, вытянутая вдоль опорной конструкции, спустя две недели также сохранила свои механические характеристики. Малоберцовый нерв, вживленный в имплант, также сохранил свою целостность и в ткани наблюдались нервные контакты с α-BTX+ внутри импланта. В гелевом аналоге кости свода черепа у крыс спустя пять месяцев сформировалась васкуляризированная костная ткань.

По словам авторов, теперь необходимо выяснить, насколько безопасны напечатанные на биопринтере импланты для людей. Скорее всего, сначала будут тестироваться хрящевые структуры, то есть ушные раковины, так как в отличие от мышц и костей, хрящу не требуется обширная система кровеносных сосудов.

Идея 3-D печати органов, в целом, не нова. Ученые активно работают над этой технологией, так как она не только позволит создавать биоимпланты для пересадки людям, но и, например, проводить клинические испытания лекарств на отдельных органах и тканях. Так, компания Organavo на данный момент занимается трехмерной печатью почечных тканей для испытаний лекарств.

Кристина Уласович

N+1

Похожие новости:
Ученые разработали технологию длительного анабиоза
До настоящего времени технология погружения человека в длительное состояние анабиоза, в котором все жизненные функции полностью останавливаются и последующим возвратом к нормальному состоянию оставалась идеей, увидеть которую можно было разве что в фантастических фильмах. Благодаря работе отечественных специалистов ..
2012-11-20 1398 0 Технология
0
Терагерцевую линзу из метаматериалов напечатали на 3D-принтере
Американские ученые создали линзу для электромагнитных волн терагерцевой частоты с помощью 3D-печати из метаматериалов. О своей разработке они сообщают в журнале Advanced Optical Materials.Сотрудники Северо-западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, с коллегами из Государственного университета Оклахомы применили в работе микростереолитографию из светоотверждаемого полимера. С ее помощью ..
2016-05-01 1324 0 Технология
0
В США впервые успешно заморозили и разморозили органы
Ученые из Минесотского университета разработали новый способ криоконсервации органов, при котором их оттаивание не наносит ущерба клеткам. Для этой цели исследователи использовали наночастицы и катушку индуктивности, позволяющие нагревать биологические ткани равномерно. Об этом сообщает издание Gizmodo.Органы, предназначенные ..
2017-03-05 5174 0 Технология
0
Строительный 3D-принтер превратили в автономного универсального робота
В Массачусетском технологическом институте разработали и испытали роботизированную строительную платформу, которая может не только печатать здания, но и выполнять другие виды работ. Статья опубликована в Science Robotics.Развитие аддитивных технологий в последние годы привело к созданию строительных 3D-принтеров большого ..
2017-04-30 17202 0 Технология
0
3D принтер напечатает человеческие органы
Когда-нибудь в будущем, когда вам нужна пересадка почки, вы можете получить 3D-печатный орган созданный именно для вас. Шотландские ученые разработали универсальную методику 3D печати тканей с помощь стволовых клеток. На сегодняшний день, таким образом уже можно изготавливать элементы ..
2013-02-7 4173 0 Технология
0
Следующий рубеж в 3D-печати
Процесс 3D-печати, использующий в своей работе цифровые модели, создан для того, чтобы создавать объекты реального мира, начиная от простых игрушек заканчивая ювелирными изделиями и продуктами питания. Вскоре 3D-принтеры смогут «печатать» более сложные «конструкции», например, человеческие ..
2014-04-06 1614 0 Технология
0
Созданы антибактериальные зубные импланты
Ученые разработали уникальный материал, уничтожающий до 99% бактерий в ротовой полости. Современная медицина позволяет заменить человеку какие-либо фрагменты тела. Всё это делается с помощью 3D-принтера. Специалисты из нидерландского Университета Гронингена напечатали особые зубные имплантаты, обладающие антибактериальными свойствами. Человек, ..
2015-11-03 1815 0 Технология
1
Учёные строят искусственные органы с помощью технологий электронной промышленности
Количество донорских органов в мире до сих пор сильно уступает количеству нуждающихся в них пациентов. Благодаря новому исследованию в области тканевой инженерии стало возможным производство сложных искусственных тканей. (Относительно простые конструкции медики печатают на 3D-принтерах не первый год. Для формирования ..
2013-08-2 2020 0 Технология
0
Клеточная терапия - достижения и перспективы
Регенеративная медицина – одна из самых передовых отраслей медицинской науки. В ближайшее время человечество получит возможность восстанавливать и полностью воссоздавать целые органы человеческого тела. С помощью технологий регенеративной медицины уже сейчас можно создать такие органы ..
2012-01-26 2209 0 Технология
0
На 3D принтере напечатали микробатарейку
Революционная технология, лежащая в основе 3D-печати, которая уже продемонстрировала свои возможности при изготовлении автомобильных запчастей, продуктов питания и оружия, также может быть использована для печати миниатюрных батареек. Ученые использовали 3D-принтер, чтобы сделать литий-ионную микробатарейку, которая ..
2013-06-22 1719 0 Технология
-1
В Китае жилые дома напечатали на 3D-принтере
В промышленном парке в китайской провинции Цзянсу (Jiangsu) открылась выставка жилых домов, созданных с помощью 3D-принтера. Одно из зданий — высотой в пять этажей, сообщает издание The Daily Mail. Дома создаются с помощью принтера, позволяющего изготавливать объекты высотой в 6,4 метра, ..
2015-01-20 6609 0 Технология
-1
Биологические ткани собирают при помощи магнитной левитации
Биологи давно говорят о том, что выращивать органы и ткани для трансплантации невозможно в обычных чашках Петри. Ткани и органы тела человека не плоские. А значит, и клеткам, из которых они будут выращиваться, необходима объёмная матрица. Для этих целей учёные создают из различных ..
2011-12-16 1952 0 Технология
0
Клеточная терапия - достижения и перспективы
Лекция заместителя директора по науке института Биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН доктора биологических наук А.В.Васильева на встрече в медиаклубе «Высокие технологии» 26 декабря 2011 года в редакции журнала «Наука и жизнь». Регенеративная медицина - одна из самых передовых отраслей медицинской науки. ..
2012-02-17 0 0 Технология
0
Сеть кровеносных сосудов удалось напечатать
Возможность биопечати тканей и органов в один прекрасный день позволит создавать искусственные, но при этом вполне жизнеспособные части тела, которые будут использованы для трансплантации. Учёные ещё на шаг приблизились к тому дню, когда это станет реальностью: им удалось напечатать искусственные сосудистые ..
2014-07-04 1486 0 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 2467 0 Технология
2