Новая 3D-технология печатает ткани человека с капиллярами

Prellis Biologics продвинула фантастическую мечту о печати человеческих органов для пересадки на шаг вперед, разработав быструю технику 3D-печати с высоким разрешением, которая может производить живую ткань, которая включает жизнеспособные кровеносные капилляры. Новая методика позволяет клеткам получать достаточное количество кислорода и питательных веществ для выживания при создании сложных структур.

Печатные органы в массовом производстве. Миф или недалекое будущее?

По данным правительства США , 20 из более чем 114 000 человек, ожидающих пересадки органов, умирают каждый день только в Соединенных Штатах. Это объясняется главным образом хроническим дефицитом доноров, но проблемы совместимости с болезнями и тканями также способствуют тому, что вокруг недостаточно органов.

Если бы органы могли быть напечатаны как пластиковые брелки из совместимых, без болезней клеток, это проделало бы долгий путь для удовлетворения спроса и продления жизни многих людей, но это не так просто. Печать живых тканей включает в себя закладывание биосовместимого материала, такого как гидрогель, который несет ответственность за соединительный материал, который обычно удерживает клетки органов. Находясь в цифровом файле, принтер сначала кладет эшафот, затем семена его стволовыми клетками, которые колонизируют свободные места и организуются в надлежащую ткань.

Проблема в том, что клетки тела нуждаются в постоянном снабжении кислородом и питательными веществами. Если они лишены, они умирают примерно через 30 минут. Чтобы предотвратить это, живая ткань васкуляризирована. То есть, у него есть сложная сеть крошечных капилляров, которые несут кровь по всей ткани для кормления и оксигенации клеток.

Это нормально для натуральных тканей, но текущая технология трехмерного биотрансляции имеет тенденцию находиться на медленном конце спектра, что может занять недели, чтобы напечатать кубический сантиметр человеческой ткани. Даже если бы принтер включал капилляры в структуре, ткань была бы массой мертвых клеток задолго до ее завершения, поэтому обычная техника заключается в том, чтобы напечатать ткань на очень тонких листах, которые могут постоянно содержать в потоке питательные вещества.

Подход Prellis имеет решение к усовершествованию 3D-печати органов

Подход Prellis заключается в том, чтобы работать с полностью функциональными органами, используя технологию голографической печати с разрешением 0,5 микрон или в 10 раз меньше, чем обычные биопринтеры, и в 1000 раз быстрее. Другими словами, когда его оптическая опорная система, которая быстро излечивает гидрогелевые строения с использованием инфракрасного лазера, будет усовершенствована, она сможет напечатать блок ткани и всю ее сосудистую систему менее чем за 12 часов.

«Скорость, которую мы можем достичь, ограничена только конфигурацией оптической системы, - говорит Мелани Матеу, PhD, генеральный директор и соучредитель Prellis Biologics. «В настоящее время мы изучаем разработку пользовательской оптической системы, которая значительно расширит наши возможности. Наша конечная цель - напечатать всю сосудистую систему почек за 12 часов или меньше».

Prellis говорит, что, если он сможет предоставить печатные органы, это не только существенно повлияет на трансплантацию, но также поможет снизить медицинские расходы за счет снижения спроса на кислородные системы, диализа, инъекций инсулина и подобных методов лечения. Это также поможет в области разработки лекарств и выявления токсикологии.