Здравоохранение

Печать кровеносных сосудов: новый метод делает возможной пересадку искусственных органов

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie
Впервые кровеносные сосуды для искусственных органов можно печатать не по отдельности, а сразу в виде целой сети благодаря новой технологии 3D-печати.

Надежда на то, что с помощью 3D-принтеров можно будет создавать искусственные человеческие органы, зародилась еще с момента появления первых устройств. Несмотря на некоторые достижения в этой области, вопрос о том, как соединить трансплантат с сердечно-сосудистой системой человека, все еще оставался открытым. «Для того чтобы прижиться и нормально функционировать, практически всем тканям и органам необходимы кровеносные сосуды», — объясняет Шаохен Чен (Shaochen Chen), профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего. Именно поэтому профессор совместно с коллегами разработал технологию 3D-печати, которая впервые позволила распечатать всю сеть кровеносных сосудов.

Для этого компьютер разбивает 3D-модель сети кровеносных сосудов на отдельные мельчайшие фрагменты и передает их на миллионы микроскопических зеркал. При помощи ультрафиолетового излучения эти зеркала проецируют фотографии на химический раствор, содержащий как живые клетки, так и полимеры. Под воздействием света химический раствор затвердевает. Печать модели происходит послойно, в результате чего создается трехмерная полимерная сетка, окружающая живые клетки. За день клетки разрастаются и сливаются с сеткой, формируя в конечном итоге кровеносный сосуд.

Печать кровеносных сосудов может ежегодно спасать жизни 175 тысяч людей

С помощью существующих методов можно создавать только один кровеносный сосуд за раз, и на это требуется несколько часов, в то время как новый метод позволяет за считанные секунды создать разветвленную сеть кровеносных сосудов. «Другие технологии 3D-печати создают так называемые мозаичные структуры», — рассказывает Вэй Чжу (Wei Zhu), профессор из группы ученых Шаохена Чена. Кровеносные сосуды, совокупная толщина которых не превышает толщину человеческого волоса, создаются на поверхности площадью 4×5 мм. Кроме того, новый метод более экономичный по сравнению с уже существующими технологиями, и в его основе лежат биологически совместимые материалы.

Новый метод 3D-печати позволяет создавать сразу целую сеть микроскопических кровеносных сосудов.
Новый метод 3D-печати позволяет создавать сразу целую сеть микроскопических кровеносных сосудов. Изображение: Калифорнийский университет в Сан-Диего — (монтаж)

В отличие от искусственных кровеносных сосудов, создаваемых с использованием других методов, кровеносные сосуды, созданные с помощью нового метода, впоследствии без проблем встраиваются в систему кровообращения в организме человека. В будущем в процессе 3D-печати будут использоваться стволовые клетки каждого пациента, чтобы предотвратить случаи отторжения трансплантата иммунной системой. Ученые планируют провести клинические испытания своего изобретения в течение следующих нескольких лет. Если испытания пройдут успешно, в будущем эта технология поможет ежегодно спасать приблизительно 175 тысяч человек. Этим пациентам не придется ждать своей очереди на пересадку органов. Благодаря 3D-печати они смогут сразу же получить новый орган вместе с кровеносными сосудами.

Основное фото: Flickr — Army Medicine (CC BY 2.0) — монтаж

Поделиться этой статьей

Другие темы

Здравоохранение

Читать эту статью следующей

Read Full Story