Ученые напечатали сосуды и сердце на 3D-принтере

Фото: Yuoutube

Группа исследователей из Университета Карнеги-Меллон разработала технологию «гель-в-геле», с помощью которой ученые смогли напечатать на обычном 3D-принтере искусственные аналоги коронарных и бедренных сосудов, сердца и других сложных биологических структур.

Большинство современных 3D-принтеров позволяют послойно печатать различные объекты из пластика или металла. Однако для создания биологических структур, таких как сердце или сосуды, необходимы мягкие биосовместимые материалы, но их применение в качестве сырья для печати проблематично: подходящие для создания биологических структур коллаген, фибрин и другие желеобразные материалы оседают под собственным весом.

Чтобы решить эту проблему, американские ученые использовали в качестве матрицы для печати другой гель на основе микрочастиц желатина, полученный путем обработки обычного желатинового желе в блендере и центрифуге. «Игла» принтера могла свободно по нему двигаться, но он оставался достаточно плотным, чтобы не давать уже напечатанным слоям растекаться.

Основная печать при этом производилась белками или гелеобразными полисахаридами, а в качестве «трафарета» авторы использовали подробные 3D-изображения сосудов или сердца, полученные с помощью метода магнитно-резонансной томографии.

В процессе печати гель-основу помещали в закрепленную на столике чашку Петри. «Игла» принтера вводилась в желатин и производила печать, во время которой происходило гелеобразование полисахарида в желатине.

Печать осуществлялась при температуре от 4 до 22 градусов Цельсия, чтобы гель-основа не расплавилась. Затем температуру поднимали до 37 градусов, что позволяло легко удалить желатиновую матрицу.

Ученые смогли не просто создать новую методику создания сложных биологических структур, но и значительно удешевить ее стоимость.

Если раньше для печати биологических объектов приходилось применять дорогостоящие 3D-принтеры специальной конструкции, то теперь для этого можно приспособить обычные 3D-принтеры, стоимость которых в 100 раз меньше.

Теперь исследователи планируют внедрить в печатаемые ими структуры настоящие сердечные клетки для дальнейшего формирования мышечной ткани и создания «живого» искусственного сердца.