Перше повне серце від 3D-принтера

Дослідники друкують орган тканиною людини

Людське серце з 3D-принтера в мініатюрі © 2019 Dvir et al / Advanced Science / Wiley
читати вголос

Друкований орган насоса: вперше дослідники створили повне серце за допомогою 3D-друку. Орган повністю складається з людської тканини і має всі важливі структури, наприклад кровоносні судини. Хоча надруковані сердечки все-таки набагато менші, ніж натуральна модель, і поки не можуть координуватися накачуванням. Тим не менш, цей процес може бути використаний у майбутньому для створення життєзберігаючих органів для пацієнтів із серцевими захворюваннями, тому сподіваємось.

3D-друк вже не просто інструмент промисловості та технологій - тенденція технологій також стає все більш важливою в медицині. Так вчені вже надрукували різні силіконові імплантати і навіть тканини, як функціональна шкіра людини або штучні яєчники.

В майбутньому навіть складні органи, такі як серце, будуть розведені на індивідуальних біосумісних риштуваннях з 3D-принтера. Саме так Тал Двір з Університету Тель-Авіва та його колеги зробили вирішальний крок до досягнення цієї мети: вперше вони створили повне серце людської тканини за допомогою 3D-друку, хоча і в мініатюрі.

Донорська тканина виробляє клітини серця та гідрогель, які можна «роздрукувати» в орган насоса. © 2019 Двір та ін. / Advanced Science / Wiley

Гідрогель донорського матеріалу

Для свого дослідження дослідники взяли жирову тканину з живота у піддослідних і відокремили целюлозний і клітинний матеріал один від одного. Потім клітини перепрограмували на плюрипотентні стовбурові клітини - клітини, які можуть диференціюватися на різні типи клітин організму. З позаклітинних молекул, таких як колаген і глікопротеїни, Двір та його команда знову зробили гідрогель, з якого вони сформували опорну тканину для серця.

Сформовані стовбурові клітини успішно диференціюються в клітини міокарда та ендотелію і можуть бути «роздруковані» у бажаному вигляді у поєднанні з гідрогелевим пристроєм. Таким чином були створені спочатку так звані "серцеві патьоки", пластири тканин, які використовуються, наприклад, після інфаркту для повторної колонізації мертвих плям свіжими клітинами. Після цього команді навіть вдалося створити цілий орган. дисплей

Орган із судинами та спів

"Це перший раз, коли друкується повне серце разом із клітинною тканиною, судинами та шлуночками", - пояснює Двір. "На даний момент наше 3D-серце все ще мало, приблизно таке ж, як серце кролика. Але для того, щоб зробити більшим людське серце, потрібні ті самі технології ».

Особливістю підходу вчених є те, що вони також виробляли підтримуючий гідрогель з біологічного матеріалу донора клітин. Органоподібна структура повністю складається з тканини людини, за винятком кількох добавок. "Біосумісність має вирішальне значення для мінімізації ризику відторгнення органів", - каже Двір. "Тут ми представляємо тканину, яка повністю співзвучна імунологічним, клітинним, біохімічним та анатомічним властивостям пацієнта".

Насоси поки не можуть це зробити

Однак пройде ще деякий час, поки персоналізовані сердечки з 3D-принтера фактично не можуть бути використані на практиці. Тому що зараз орган дослідників схожий на природну модель, але він не веде себе так. «Нам ще потрібно розвивати друковані серця. Хоча клітини можуть поки що скоротитися, вони не працюють разом для виконання координованих функцій органів, таких як відкачування », - каже Двір.

"Ми сподіваємось, що нам це вдасться і що ми зможемо продемонструвати переваги нашого методу в найближчі роки", - підсумовує дослідник. Якщо це насправді виходить, це буде важливим кроком. Оскільки захворювання серця є однією з найважливіших причин смерті у всьому світі - за допомогою друкованих органів багатьом ураженим можна було допомогти швидше. Тоді ви б більше не покладалися на донорський орган. (Advanced Science, 2019; doi: 10.1002 / advs.201900344)

Ось так вийшло серце з 3D-принтера. Dpa / glomex

Джерело: Американські друзі з університету Тель-Авів

- Даніель Альбат