Ученые из Университета Карнеги-Меллона впервые напечатали на 3D-биопринтере функциональную модель ткани поджелудочной железы, полностью состоящую из коллагена. Для этого они использовали новую технологию под названием FRESH, которая позволяет точно воссоздавать мягкие биологические структуры. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances (SciAdv).
Созданная модель может вырабатывать инсулин в ответ на поступление глюкозы, что открывает перспективы для новых методов лечения диабета первого типа. При этом типе диабета поджелудочная железа перестает вырабатывать его вследствие разрушения β-клеток, из-за чего в организме возникает абсолютный дефицит этого гормона. Ученые предполагают, что имплантация такого органоида может снизить необходимость в ежедневных инъекциях инсулина.
Ткань включает в себя микроканалы, аналогичные кровеносным сосудам, диаметром около 100 микрон (0,1 миллиметра). Коллаген, самый распространенный белок в организме человека, стал основой этой инновационной конструкции. Его использование позволило преодолеть ограничения, связанные с применением синтетических материалов — силикона и пластика, традиционно использовавшихся в устройствах «орган на чипе». Эти материалы не могли полностью воспроизвести естественную биологическую среду, снижая эффективность моделей в исследованиях и терапии.
«Теперь мы можем создавать микрофлюидные системы в чашке Петри полностью из коллагена, клеток и других белков с беспрецедентным структурным разрешением и точностью», — отметил профессор Адам Файнберг, руководитель исследования.
Новый метод 3D-печати получил название Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels — «Обратимое встраивание суспендированных гидрогелей произвольной формы». Он предполагает создание мягких материалов не в воздухе, а в емкости с желатиновой основой, что сохраняет форму предмета.
