Това поразително изображение показва 3D принтирана алвеола от бял дроб, която може да снабдява обграждащите я кръвоносни съдове с кислород. Създадена е от екип американски учени чрез натрупване на слоеве хидрогел, синтетичен, подобен на желе материал, притежаващ много от характеристиките на човешка тъкан.
Същата техника може да бъде използвана за създаване на сложни оплетени мрежи от съдове, които имитират естествените системи на човешкото тяло за пренос на кръв и други течности, а това ще открие нови възможности пред биопринтирането на човешки органи за трансплантация, смятат изследователите.
Ръководители на проекта са Джордан Милър от университета „Райс“ и Кели Стивънс от Вашингтонския университет, а помощ са оказали още университетът „Дюк“, университетът „Роуан“ и Nervous System, фирма от Масачузетс.
Техниката на Милър и Стивънс е наречена „Стереолитографски апарат за тъканно инженерство“ (САТИ) и работи на принципа на отлагането на слоеве течен пре-хидрогелен разтвор, който се втвърдява при излагане на синя светлина. Така само за минути могат да се изграждат меки триизмерни структури от биосъвместими гелове на водна основа.
При тестове алвеолата се е оказала достатъчно здрава, за да издържи кръвоносните съдове, както и разширяването и свиването с налягането и честотата на човешко дишане. Учените установили, че червените кръвни телца могат да усвояват кислорода при преминаването им през мрежата от кръвоносни съдове около „дишащата“ алвеола, а този процес наподобява газообмена в белия дроб.
„Една от най-големите бариери пред създаването на функциониращи заместители на тъкани е неспособността ни да отпечатаме сложната кръвоносна система, осигуряваща хранителни вещества на тъканите – казва Милър. – Нашите органи имат независими мрежи от съдове, като въздухопреносната и кръвоносната при белите дробове или жлъчните пътища и кръвоносните съдове при черния дроб. Тези мрежи са свързани физически и биохимически, а функцията им зависи и от строежа.”
Изследователите вече използват новата техника, за да проучат по-сложни структури и успешно са трансплантирали на мишки с хронично чернодробно увреждане 3D принтирани тъкани с чернодробни клетки.
В момента стотици хиляди хора по света чакат за трансплантация на орган. Биопринтираните органи могат не само да заменят донорите, но и да бъдат принтирани с вградени клетки от пациента, което сериозно намалява риска от отхвърляне на органа. „През следващите две десетилетия биопринтирането ще се превърне във важна част от медицината“ – убеден е Милър.
Текстът е публикуван в брой 36/2019 г. на списание "Икономист", който може да купите в разпространителската мрежа. Вижте какво още може да прочетете в броя.
