За първи път в историята учените отпечатаха трахея върху биопринтер

Когато се появиха първите 3D принтери, малцина можехадори спекулираме докъде ще стигне тази технология. Разбира се, конвенционалните средства за триизмерен печат вече са намерили своето приложение в производството на разнообразно оборудване и дори в строителството на къщи. Лекарите обаче са измислили съвсем различно приложение на 3D печат. От доста време можете да "зареждате" клетки в специални биопринтери, но малко хора успяха да отпечатват пълноценни органи на такъв принтер. Някои от пионерите са учени от Института за регенеративна медицина на Уейк Форест (WFIRM), които първи докладват за използването на биопечат за създаване на напълно функционална трахея.

Технологията за биопринтиране става все по-добра!

Как да отпечатате орган на 3D принтер

Предишни опити за създаване на трахеална тъкан имаима много различни ограничения, главно защото са се фокусирали само върху използването на хрущяли. Дизайнът на трахеята, създаден от учени от WFIRM, е уникален по това, че е създаден веднага, като се вземе предвид фактът, че ще бъде пълноправен орган - тоест има както части от хрущяла, така и гладка мускулатура. Като рамка се използва биоразградим материал, върху който се прилага хидрогел, съдържащ човешки стволови клетки. Те могат да се разделят и да стават различни видове клетки. В този случай стволовите клетки се диференцират в два различни типа - хондроцити (от които се образува хрущял) и миоцити (основата на гладката мускулатура).

В същото време част от получения хрущял е жилав, т.е.за да се осигури механична поддръжка на бъдещия орган и да се предотврати „колапс“, а частта е мека, което, заедно с гладката мускулатура, осигурява известна подвижност. Мускулите също свързват краищата на хрущялните пръстени, осигурявайки гъвкавост за съкращаване на дихателните пътища. Ако се интересувате от темата за биопечат, препоръчваме да се абонирате за нашия канал в Telegram. Има редовни новини по тази тема и други.

Преди това учените се опитаха да отпечатват трахея, нопроблемът беше, че взеха само един материал, който не беше достатъчно здрав, за да поддържа дихателните пътища отворени, но това не осигури необходимата гъвкавост. Нашият метод за биопринтиране осигурява комбинацията от гъвкавост и сила, необходими за имитиране на реална тъкан на трахеята. - каза Шон Мърфи, доктор на науките, водещ автор и доцент по регенеративна медицина в WFIRM.

Процесът на създаване на трахея върху биопринтер

Защо се нуждаем от изкуствен трахея?

Трахеята е куха тръба, коятоизработен от хрущял и гладка мускулна тъкан, проектиран да осигури проходимост на дихателните пътища. Трахеалната стеноза е ненормално стесняване на трахеята, което може да бъде причинено от продължителна интубация, възпаление и травма или може да бъде вродена аномалия. Хирургията е основното лечение на това състояние, което е животозастрашаващо, но е много трудно напълно да се възстанови проходимостта на трахеята.

Вижте също: В Чикаго отпечатано човешко мини-сърце

Подходът на учените WFIRM комбинира триспециално разработени технологии: медицински изображения на трахеята на пациента, използване на хидрогели, предназначени за диференциране на стволови клетки, и полимерни скелети, имитиращи специфичните биомеханични свойства на органа. По този начин е възможно да се създаде трахея "за конкретен човек" с всичките му анатомични характеристики. Разбира се, докато трансплантацията на трахея все още не е извършена, в края на краищата трябва да се направят допълнителни изследвания (за начало на лабораторни животни). Но съществуващият резултат вдъхва оптимизъм.