Новий прорив у 3D-друкуванні, народження першого 3D-друкованого серця

Нещодавно дослідники з Університету Тель-Авіва в Ізраїлі використовували людські тканини для створення першого в світі 3D-друкованого серця, приносячи нову надію пацієнтам із запущеною серцевою недостатністю, яким потрібно «змінити серце», щоб продовжити своє життя.

З часу першої успішної операції з трансплантації нирок та серця близько 60-х років клінічна технологія трансплантації органів вдосконалювалася з кожним днем, а рівень успішності операції зростав. Однак у багатьох країнах кількість офіціантів та донорів органів значно варіюється. Навіть якщо вам пощастило чекати потрібного органу та успішно пересаджувати, післяопераційне відторгнення все одно становитиме загрозу для життя пацієнта. З роками повна «реплікація» органів стала мрією медичної професії.

У 2010 році перший у світі біопринтер використовував культивовані людські клітини для створення перших кровоносних судин, що робить можливим 3D-друк органів людини. У 2013 році кардіолог закінчив перше 3D-надруковане «серце», яке не тільки виглядає як серце пацієнта, але й б’ється. Однак це «серце», виготовлене з пластику, можна використовувати лише для вивчення хірургічних процедур. Скоріше, це просто "модель серця".

Нещодавно надруковане 3D-серце має не лише клітини, шлуночки та передсердя, але й кровоносні судини, що перетинаються. "Чорнило", що використовується в цій друкарні, походить від жирової тканини, вилученої у пацієнта. Серед них виділені клітини редагують плюрипотентні стовбурові клітини, а потім диференціюються на кардіоміоцити, що складають серцевину серця, та клітини ендотелію, що складають судини. Ізольований неклітинний компонент перетворюється на "персоналізований гель", який виконує роль "цементу", який будує будинок, фіксує розташування клітини та виконує функцію позаклітинної матриці для сприяння росту цих "дрібних цеглинок". Встановіть зв’язок і врешті реорганізуйтесь у функціональний орган. Оскільки надрукована «сировина» надходить від самого пацієнта, не потрібно турбуватися про виникнення відторгнення.

Однак це 3D-серце в даний час виконує лише функцію скорочення, і дослідникам необхідно продовжувати культуру, "навчаючи" серцеві клітини працювати разом для досягнення насосної функції, а потім проводити експерименти з трансплантації тварин. Відстань реально застосовується до трансплантації серця людини, і потрібно більше роботи. Окрім кардіоміоцитів та судин, до серця належать також фібробласти, нервові клітини, жир тощо. Як узгодити середовище росту різних видів клітин ще належить вивчити. Крім того, через обмежену роздільну здатність технології сканування серця та принтерів наразі неможливо роздрукувати всі судини серця.

Трансплантація органів включає не тільки серце, але й печінку та нирки. Дослідники намагалися «розтрощити найтвердіші кістки» в органній друку.

Від медичних моделей, що використовуються в передопераційному аналізі, до кісток сплаву титану, імплантованих в організм людини, від простої організації до функціонально складних органів, дослідники продовжують робити нові прориви в галузі біодруку та приносять нові надії пацієнтам.