Искусственная Печень, Напечатанная На 3d

Биопечать – это относительно новое направление в развитие медицины, которое появилось благодаря стремительному развитию аддитивных технологий. В настоящее время ученые всего мира усиленно работают над созданием многофункциональных принтеров, способных печатать работоспособные органы, такие как сердце, почки и печень.

SIM предлагает высокоэффективную стратегию создания плотных и организованных клеточных структур. Для изготовления печени разработчики используют метод послойного создания физического объекта. Материалом для изготовления искусственных тканей органов выступают живые клетки, сообщает ИТАР-ТАСС. С того момента возможность печатать органы на 3D-принтере перестала быть чем-то фантастичным. За несколько десятилетий исследования в лабораторных условиях превратились в быстро развивающуюся индустрию, которая способна печатать ушные раковины, клапаны сердца, а также воссоздавать кожу и костные ткани для пересадки. В наше время ученые всей планеты усердно трудятся над разработкой многофункциональных принтеров, которые могут напечатать работоспособные органы, пригодные для пересадки людям, такие как почки, печень и даже сердце.

Над разными вариантами технологии печати органов и до сих пор работают исследователи сразу в нескольких институтах и университетах. Время от времени появляются трёхмерной биологической печати, отличающиеся нюансами в составе «чернил» и самом процессе формирования из них целой ткани. Для искусственного выращивания тканей специалисты Organovo использовали живые клетки печени, извлечённые из органа пациента. В напечатанных образцах поддерживается адекватный уровень всех показателей здорового органа и достаточная активность энзимов, вызванная действием лекарства. Активность сохраняется около месяца, что даёт возможность проводить долгосрочные испытания. Компания Organovo уже давно занимается выращиванием человеческих тканей с помощью аддитивных технологий.

Среди проблем, которые стоят на пути ученых к созданию при помощи биопринтера жизненно важных органов, — и несовершенство цифровых моделей по сравнению с организмом человека, и возможность мутаций. Также сдерживающим фактором является недостаточное финансирование. Лаборатории нуждаются в миллионах на продолжение исследований, которые им не всегда готовы предоставить даже правительственные организации.

«В будущем же отделение „биопринтинга“ при каждой больнице будет таким же обычным явлением, как рентген-кабинет или операционная, — уверен Владимир Миронов. В 2003 году Томас Боланд запатентировал технологию печати клетками вулкан игра. С этого момента печать органов на 3D-принтере перестала казаться фантастикой. Первые устройства для биопечати были струйными, этим методом печатают и обычные принтеры.

Что же касается органов, то простые в России (ту же напечатанную кожу) успешно пересаживают лабораторным мышам, а в Штатах и Китае уже были удачные попытки экспериментов на людях. Научились печатать и «рабочие» фрагменты сложных органов — клапаны сердца, сосуды, костную ткань для «заплаток» на черепной коробке. К слову, печать частей органов под замену — это перспектива более осязаемая. Если при «латании» черепа сегодня металлическая заплатка подгоняется под размер к живой кости чуть ли не молотком, то смоделированная на компьютере и напечатанная на принтере идеально попадает в размер. Стартап mimiX biotherapeutics основан Марком Тёрнером, создателем известной компании regenHU, и призван коммерциализировать новую технологию биообработки под названием Sound Induced Morphogenesis . Основой технологии является процесс создания четко определенных биологических паттернов, которые самостоятельно собираются в функциональные ткани с помощью звуковых волн.

Они хранят биологический материал в картриджах, который распыляется на гидрогелевую подложку, как краска на бумагу. Недостатки — неточный выброс капель и закупорка распыляющего сопла с возможной гибелью клеточного материала. Струйная печать органов на принтере не подходит для вязких материалов, поскольку они не распыляются. Область применения ограничивается восстановлением костной, хрящевой ткани, мышц и кожи. Собственно, первые впечатляющие опыты в данной сфере проводились ещё несколько лет назад.

А потому они ищут возможности для коммерциализации своих проектов в существующих условиях. Так, Organovo и некоторые другие крупные лаборатории поставляют материал для испытания экспериментальных фармацевтических составов. Такой подход позволяет производителям лекарств разрабатывать безопасные и менее токсичные антибиотики. косметологическим компаниям в Европе запретили проводить клинические испытания косметологических препаратов на животных, крупные организации из этой сферы стали инвестировать в 3D-разработки. Сегодня Organovo поставляет свой конструкт печени фармацевтическим компаниям Merk, Janssen Research and Development, Astellas Pharma и другим. Procter & Gamble и L’Oreal покупают конструкты напечатанной кожи у Organovo, Poletis и Сингапурского университета. Полученные с помощью печати искусственные ткани помогают тестировать лекарства, поэтому создаются в лунках стандартных клинических планшетов.

Форма фрагментов печени представляет собой небольшие диски 4 мм диаметром. Анализ показал, что клетки искусственной ткани образовывают полноценные контакты, производят альбумин, цитохромы, выполняют другие функции печени. Трехмерная искусственная ткань имеет серьезное отличие от обычной клеточной культуры. Она существует автономно 5 дней, а культуры клеток нужно пересевать каждые 2-3 дня.

Впоследствии образцы органов предоставляются фармацевтическим компаниям для тестирования того или иного лекарства. Новый эксперимент Organovo и международной медицинской организации Roche показал, что искусственно созданные ткани печени отлично подходят для определения токсичности препаратов. Благодаря этому фармацевты смогли узнать, какие лекарства могут причинить человеку вред при длительном употреблении.