Исследователи из Университета Карнеги-Меллона использовали мягкие и живые материалы для создания биологического каркаса, что на еще один шаг приблизило нас к возможности 3D-печати полноразмерного взрослого человеческого сердца.
Исследование, опубликованное в четверг в журнале Science, рассказывает о первой в своем роде методике, с помощью которой медики могли бы печатать тканевые каркасы из основного структурного белка, присутствующего в организме человека.
Человеческие органы, такие как сердце, построены из специализированных клеток, которые удерживаются друг с другом каркасом, называемым внеклеточным матриксом (ECM). До сих пор ученые не были способны воссоздать этот сложный компонент с использованием традиционных методов.
Согласно исследованию, метод, названный FRESH, позволяет распечатывать кусочки сердца из коллагена и клеток, которые оказываются полностью функционирующими элементами, такими как сердечный клапан или небольшой желудочек.
Коллаген является желательным биоматериалом для 3D-печати, поскольку из него состоит буквально каждая ткань в организме человека. Однако изначально он представляет собой жидкость, поэтому имеет тенденцию деформироваться во время печати.
Метод FRESH позволяет наносить коллаген послойно в гелиевой ванне, предназначенной для его поддержки. В результате материал затвердевает прямо на месте еще до его удаления из геля. Затем опорный гель расплавляется путем его нагревания от комнатной температуры до температуры тела, не повреждая при этом напечатанную структуру.
FRESH является надежной и адаптируемой платформой для тканевой инженерии, поскольку с ним можно использовать широкий спектр других мягких гелей, включая фибрин, альгинат и гиалуроновую кислоту. Исследователям также удалось точно воспроизвести анатомическую структуру конкретного пациента.
По словам биологов, в будущем она может найти применение во многих аспектах регенеративной медицины, от заживления ран до биоинженерии органов.