Используя сложный, специально разработанный 3D-принтер, ученые регенеративной медицины в Wake Forest Baptist Medical Center привели доказательства, что возможно напечатать живые ткани, чтобы заменить ими травмированные или больные.
Ученые заявили, что они создали на принтере ушную, костную и мышечную ткани. При имплантации в животных, формы прижились и разработали кровеносные сосуды. Самое главное, о чем говорят эти ранние исследования, что формы имеют нужный размер и функции, чтобы использовать их для человека.
Тканевая инженерия стремится выращивать ткани и органы в лаборатории, чтобы помочь с недостатком донорской ткани. Точная печать в 3D позволяет разработку комплексных тканей и органов.
Integrated Tissue and Organ Printing System (ITOP), которая разрабатывалась инженерами на протяжении десяти лет, поддерживает как биологические материалы для формирования тканей, так и водяные гели, которые вмещают клетки. Кроме того, формируется сильное временное внешнее строение. Процесс печати не вредит клеткам.
Одна из главных задач тканевой инженерии – поддержание того, чтобы имплантированные структуры жили долго для интеграции в тело. Ученые обратились к этому двумя способами. Они улучшили водные “чернила”, содержащие клетки таким образом, чтобы те помогали их здоровью и росту, а также напечатали схему микроканалов. Эти микроканалы проводят питательные вещества и кислород из организма в печатные формы и держат их живыми, когда те разрабатывают кровеносные сосуды.
Способности ITOP продемонстрировали несколько экспериментов. Чтобы доказать, что ITOP может создавать сложные 3D-печатные формы, уши человеческого размера были внедрены под кожу грызунам. Через два месяца такое ухо находилось в нормальном состоянии и развило хрящи и кровеносные сосуды.
Для демонстрации того, что ITOP может создавать организованные мягкие тканевые структуры, печатные мышечная ткань имплантировалась крысам. После двух недель тесты доказали, что мышца оставалась сильной и сохраняла свои способности.
И, чтобы показать создание структуры кости человеческого размера, фрагменты челюстной кости были напечатаны с использованием стволовых клеток человека. Фрагменты имели размер и форму, необходимую для реконструкции лица у людей. Для изучения созревания био-печатной кости в теле, печатные сегменты кости черепа были имплантированы в крыс. После пяти месяцев, био-печатные структуры сформировали развитую сосудистую сеть в костной ткани.
