3D-печать живых тканей

3D-печать живых тканей

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали технику трехмерной биопечати, которая работает с натуральными материалами и проста в использовании, что позволяет исследователям с разной степенью технической подготовки создавать модели тканей с реалистичной структурой.

В качестве доказательства концепции команда использовала свой метод для создания сетей кровеносных сосудов, способных удерживать опухолевые клетки молочной железы вне тела. Они также создали модель васкуляризированной человеческой кишки. Недавно эта работа была опубликована в Advanced Healthcare Materials.

Биоинженер Майкл Ху и студент Линда Лей создают модель васкуляризированной кишки, используя новую технику 3D-печати (Фото: Инженерная школа Джейкобса, Сан-Диего)

 

“Цель состоит не только в том, чтобы создавать искусственные органы, которые могут быть имплантированы в организм, говорят исследователи, сколько для создания легкорастущих человеческих моделей органов, которые могут быть изучены вне организма или использованы для скрининга фармацевтических препаратов.”

“Мы хотим облегчить задачу для ученых, которым требуются трехмерные модели любых человеческих тканей, которые они изучают, – комментирует автор, биоинженер Майкл Ху инженерной школы Джейкобса, Сан-Диего. Эти модели являются более продвинутыми, чем стандартные 2D или 3D клеточные культуры, и более уместны, когда дело доходит до тестирования новых лекарств, которые в настоящее время выполняются на животных”.

 

 

К примеру, для создания живой сети кровеносных сосудов исследователи сначала разрабатывают цифровой прототип матрицы-каркаса с помощью Autodesk. Затем, используя 3D принтер, печатают матрицу из поливинилового спирта – водорастворимого материала. Для утолщения добавляется покрытие из естественных материалов, которое затвердевает, после чего матричный каркас вымывается, создавая каналы кровеносных сосудов. После этого проводят покрытие внутренних стенок каналов эндотелиальными клеткамиФинальная стадия заключается в том, чтобы пропускать культуральные клеточные среды через сосуды для поддержки жизнеспособности и роста клеток.

Сосуды изготовлены из натуральных материалов, обнаруженных в организме, таких как фибриноген, соединение, обнаруженное в сгустках крови, и Matrigel – коммерчески-доступная форма фактического внеклеточного матрикса млекопитающих.

“Поиск подходящих материалов был одной из самых больших проблем. Мы хотели использовать материалы, которые были бы естественными, а не синтетическими, поэтому мы смогли сделать что-то близкое к тому, что возможно в живом организме”.

 

Амир Далайми, аспирант биоинженерии из лаборатории Мали, разрабатывает матрицу для 3D-биопечати. (Фото: Инженерная школа Джейкобса, Сан-Диего)

 

С такой стратегией возможно создание сложных, долгоживущих систем в условиях ex vivo, что в дальнейшем заменит использование животных для подобных целей, что и делается прямо сейчас. Это стало доказательством концепции, показывающей, что культивирование разных типов клеток вместе – возможно.

Команда продолжает работу над расширением и совершенствованием этой технологии. Дальнейшие усилия будут направлены ​​на оптимизацию напечатанных кровеносных сосудов, которые будут более точно имитировать те, что находятся в организме.

Источник: techxplore.com

Обложка: Gizmo Snack