Команда дослідників зі Стенфордського університету зробила прорив у біоінженерії, розробивши обчислювальну модель, яка дозволяє створювати повноцінні мережі кровоносних судин для 3D-друку органів всього за кілька хвилин. Це відкриття може кардинально змінити підхід до трансплантації штучних органів, забезпечивши їхнє довготривале функціонування.
Як повідомляє NewScientist, нова технологія дозволяє створювати судинну систему, необхідну для забезпечення клітин киснем і поживними речовинами — ключовий елемент, без якого надруковані органи не могли вижити.
За оцінками експертів, нині лише кожен десятий пацієнт у світі отримує необхідний донорський орган. 3D-друк давно розглядається як альтернатива, але головним бар’єром залишалася неможливість забезпечити штучні тканини ефективним кровопостачанням.
Алгоритм, що відтворює природне розгалуження
Над новою методикою працювала група під керівництвом професорки Елісон Марсден. В основі розробки — математичний принцип, що описує природну схему розгалуження судин у людському організмі. За його допомогою вчені створили цифрову модель кровоносної мережі, адаптовану до будь-якої форми органа.
У ході експерименту дослідники спроєктували 25-канальну судинну систему для кільцеподібної структури діаметром 1 см, надрукованої з живих клітин нирки. Для друку використали холодний желатин, який після нагрівання до 37°C перетворився на канали діаметром близько 1 мм. Через них безперервно прокачували рідину, що імітувала кров.
Результат: у 400 разів більше живих клітин
Через тиждень спостережень у зразку з судинною мережею кількість живих клітин виявилася у 400 разів більшою, ніж у структурі без судин, навіть попри однакове поживне середовище для обох. За словами Марсден, це підтверджує критичну роль судин у життєздатності тканин.
Проте дослідниця наголошує: клітини виживали переважно поблизу судин, адже наразі технічно неможливо надрукувати найдрібніші капіляри, потрібні для живлення усіх клітин в глибших шарах тканини. Вирішення цього завдання стане наступним кроком команди.
Від тестів до майбутніх пересадок
Коментуючи дослідження, професор Х’юґ Тальбо з Університету Париж-Сакле зазначив, що новий підхід «зсуває межі можливого». Якщо раніше створення судинної мережі займало тиждень, тепер це — питання годин.
У перспективі технологія дозволить створювати повнорозмірні органи з судинною системою, готові до тестування на тваринах. Якщо розробка розвиватиметься за прогнозом, перші експерименти з імплантації надрукованих органів свиням можуть відбутися вже впродовж наступних п’яти років.
Залишити коментар