Найден способ распечатывать кровеносные сосуды на 3D-принтере

Исследователи из Нидерландов объединили два разных метода 3D-печати для создания прототипов искусственных кровеносных сосудов. В ходе этого процесса были созданы трубки, которые можно покрыть живыми клетками, сохранив при этом прочность, необходимую им для работы под давлением.
Найден способ распечатывать кровеносные сосуды на 3D-принтере
Depositphotos

Поскольку сердечно-сосудистые заболевания являются причиной смерти номер один во всем мире, потребность в искусственных кровеносных сосудах для замены закупоренных и поврежденных частей системы кровообращения выше, чем когда-либо. В то время как одни исследователи добились успеха в выращивании кровеносных сосудов в лаборатории, а другие в создании сосудов, встроенных в электронику, команда из лаборатории биофабрикации Центра регенеративной медицины Утрехта (RMCU) в Нидерландах выбрала другой подход: 3D-печать. В частности, ученые стремились усилить одну многообещающую технику, называемую объемной биопечатью, с помощью другой.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Объемная биопечать использует свет, чтобы (в основном) вырезать в геле структуры, содержащие клетки. Она работает быстро, что позволяет клеткам оставаться жизнеспособными во время процесса, однако конечные продукты чаще всего являются непрочными из-за природы геля. Поскольку кровеносные сосуды должны выдерживать значительные нагрузки, исследовательская группа обратилась к процессу, известному как электрозапись расплава. Кстати, это тоже технология 3D-печати, но позволяющая создавать сложные жесткие конструкции путем плавления крошечных нитей биоразлагаемого пластика. Проблема, однако, в том, что живые клетки не могут быть частью процесса, потому что используемое в процессе тепло убьет их.

Имея в виду эту проблему, команда RMCU применила электрозапись расплава, чтобы сначала создать трубчатые каркасы. После их охлаждения исследователи нанесли гель, наполненный клетками, из объемного биопринтера и обнаружили, что их можно успешно имплантировать внутрь каркаса (или по обе стороны от него).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Чтобы сделать это правильно, мы должны были поместить каркас точно в центр емкости», — рассказал первый автор Габриэль Гросбахер. — Любое отклонение от центра будет означать, что объемный отпечаток будет смещен. Но нам удалось идеально центрировать его, напечатав каркас на оправке, которую мы прикрепили к емкости».

В конечном итоге команда создала экспериментальный сосуд, состоящий из каркаса, двух слоев стволовых клеток и эпителиальных клеток, покрывающих внутреннюю поверхность трубки. Ученые дополнительно изготовили более сложные сосуды с раздвоенной структурой, а также венозные клапаны, способные обеспечить ток крови только в одном направлении.

Исследователи говорят, что структура также может иметь крошечные отверстия по всей длине, которые будут имитировать проницаемость настоящих кровеносных сосудов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Это было доказательство самого принципа исследования. Теперь нам нужно заменить стволовые клетки функциональными, которые являются частью настоящего кровеносного сосуда. Это означает добавление мышечных клеток и фиброзной ткани вокруг эпителиальных клеток. Наша цель — напечатать функциональный кровеносный сосуд».