Учёные разработали технологию 3D-печати сети кровеносных сосудов

Учёные из Лаборатории нанобиоматериалов, биопринтинга и тканевой инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего с помощью 3D-биопечати напечатали функционирующую сеть кровеносных сосудов. Инновационная технология в перспективе способна открыть путь для создания искусственных органов и предоставить новые возможности в регенеративной терапии.

Исследование, возглавляемое профессором наноинженерии Шаочен Чен (Shaochen Chen), направлено на решение одной из самых больших проблем тканевой инженерии — создание живой ткани и органов с функционирующей сосудистой системой — сети кровеносных сосудов, что позволило бы безопасно проводить имплантацию с минимальными рисками осложнений.

Ранее исследователи из других лабораторий уже применяли технологию 3D-печати для создания искусственных кровеносных сосудов. Однако, разработанные ими технологии отличаются высокой стоимостью, медленным процессом печати (несколько часов) и способны создавать простые структуры, такие как одиночный кровеносный сосуд, который в большинстве случаев не может быть совмещён с сосудистой системой организма.

По словам профессора Шаочен Чена: «Все ткани и органы пронизаны кровеносными сосудами, жизненно необходимых для их нормального функционирования. Они же вызывают больше всего трудностей во время пересадки органов ввиду необходимости соединения сосудов трансплантируемого органа с сосудами организма. 3D-биопечать органов и тканей потенциально способна решить эту проблему и наша лаборатория сделала огромный шаг в этом направлении».

В лаборатории Чена впервые с помощью 3D-биопечати была напечатана искусственная кровеносная сосудистая система со множеством ветвящихся капилляров, похожих по структуре с кровеносными сосудами и капиллярами живого организма. Вся «конструкция» уместилась на небольшой площади размером 4×5 мм и толщиной в 600 мкм. После непродолжительной подготовки, несколько партий изготовленных таким образом сосудистых систем были пересажены в рану на коже лабораторных мышей. Спустя две недели учёные проверили импланты и обнаружили, что они успешно прижились и стали частью кровеносной системы мышей.

Отличительной особенностью новой технологии, разработанной в Калифорнийском университете, является то, что весь процесс изготовления занимает несколько секунд, используются биосовместимые и не дорогие материалы.

Как отметил профессор Чен: «У нас ещё много работы, чтобы улучшить технологию, многие вопросы ещё не решены. Созданная нами искусственная кровеносная система, точнее её фрагмент, ещё очень далека по своим свойствам от настоящей живой системы. Мы находимся в самом начале пути, но за этим безусловно будущее».

На следующем этапе учёные поставили себе цель создать живую ткань с действующей кровеносной системой под конкретного пациента с использованием индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека, что предотвратит отторжение имплантируемой ткани иммунной системой организма.

Источник: Science Daily