Статья группы специалистов по биоинженерии из Университета Карнеги Меллон (США) опубликована в журнале Science.
Технология FRESH позволяет создать внеклеточный матрикс — биологический каркас, структурную основу органов и тканей человеческого организма — из его главного естественного компонента, белка коллагена. До сих пор было невозможно с помощью методов биоинженерии воспроизвести всю сложнейшую архитектуру внеклеточного матрикса. Кроме того, при попытке создания матрикса на основе коллагена ученые сталкивались с проблемой деформации белковых структур.
Создателям FRESH удалось преодолеть все эти трудности и сделать технологию более простой и доступной. Во-первых, на основе данных магнитно-резонансной томографии ученые смогли точно воспроизвести анатомическую структуру сердца конкретного пациента со всеми ее индивидуальными особенностями. Во-вторых, чтобы избежать деформации коллагеновых структур во время процесса 3D-биопечати, белок накладывают слой за слоем в среде из специального поддерживающего геля.
Когда коллаген застывает, гель легко растворяется путем нагревания от комнатной температуры до температуры человеческого тела, не повреждая напечатанный коллагеновый каркас. Гель также позволяет создать подходящие условия для роста и развития кардиомиоцитов — клеток сердечной мышцы, которыми «заселяют» каркас, чтобы вырастить участок сердца.
С помощью такого метода ученые получили пять нормально функционирующих компонентов человеческого сердца, включая сердечный клапан и сокращающийся желудочек. Разработчики FRESH уверены, что благодаря этой технологии стал возможен прорыв в сфере трансплантации. Подобные коллагеновые каркасы можно «печатать» для получения любых человеческих органов и тканей, с тем чтобы затем использовать их для пересадки. В недалеком будущем сравнительно дешевые и высокопроизводительные 3D-биопринтеры будут широко использоваться в регенеративной медицине как для заживления ран, так и для выращивания биоинженерных органов, уверены ученые.
Читайте также: Американские студенты напечатали протезы лап для кота
