(PhysOrg.com) – Ученые приближаются к возможности создавать ткани человека с помощью специальных 3D-принтеров. Используя собственные клетки пациентов, начинающая компания Organovo будет использовать жировую ткань или костный мозг для создания новой ткани. Жировая ткань будет поступать из собственных жировых отложений пациентов, или вместо нее может использоваться костный мозг. С этими клетками, предоставляющими информацию, специфичную для тел пациентов, тогда можно было бы создать новую ткань, чтобы заменить старую.
Этот метод известен как биопечать, и в нем используются специальные 3D-принтеры, подключенные к компьютерам, на которых запущены биопрограммы, для изготовления небольших участков тканей человека. В будущем его даже могут использовать для изготовления новых кровеносных сосудов или даже нервов. CNET News предлагает эту информацию о возможных применениях биопечати человеческих тканей:
По словам генерального директора Organovo Кейта Мерфи, на данный момент до блага для людей еще далеко, возможно, целых четыре. И когда и если технология компании будет сертифицирована и выйдет на рынок, ее применение, вероятно, будет ограничено: скорее всего, эту технологию сначала можно будет использовать в основном для создания очень небольших участков ткани или новых кровеносных сосудов.
Но даже эти ограниченные применения могут означать, например, что врачи могут в конечном итоге иметь возможность вмешаться в случаях, когда, например, у пациента есть заблокированный или поврежденный кровеносный сосуд, и потенциально предотвратить то, что в противном случае могло бы привести к принудительной ампутации. Точно так же у кого-то с поврежденными нервами может быть разрыв в нерве, перекрытый с помощью регенерированных клеток, напечатанных машиной Органово.
Даже в более отдаленном будущем есть надежда, что такая техника действительно может быть использована для создания новых органов, таких как замещающая печень или почка. Конечно, создание целого органа таким образом потребует времени. Сложности, связанные с созданием небольших образцов человеческой ткани в целом, многочисленны. Создание полностью функционального органа потребует еще более сложных процессов и технологий. Одна из проблем – необходимость заложить сосудистую основу, которая будет проводить живительную кровь к тканям.
Но до того, как будет достигнута точка производства небольших образцов тканей, нужно выяснить, как на самом деле использовать компьютерную программу и биопринтер для создания этих небольших систем. CNET News описывает процесс, с помощью которого клетки биочернил должны создать необходимую структуру:
Ключ к процессу – это слияние полной клеточной совокупности. Мерфи объяснил, что 3D-принтеры Organovo, созданные австралийской фирмой Invetech с использованием спецификаций Organovo, представляют собой биочернила, полностью состоящие из совокупностей клеток, которые в течение примерно 24 часов нахождения в положении лежа сливаются друг с другом.
Согласно официальному документу Organovo, "Клетки прикрепляются к другим клеткам, а клетки производят коллаген и прикрепляются к коллагену. Ячейки точно знают, как себя вести после того, как их поместил в правильную ориентацию принтером. Они ведут себя так же, как и в организме, на основе присущего им генетического программирования."
В конечном итоге идея состоит в том, что принтер выталкивает слитые клеточные агрегаты и выравнивает их "как шары в пейнтбольном ружье," – сказал Мерфи, а затем очень осторожно отложил их в соответствии с планом, который врач может определить с помощью "очень простой скрипт."
Поскольку задействованная человеческая ткань будет создана из собственных клеток пациента в качестве чертежа, отторжение новой ткани будет менее вероятным. Одна из самых больших проблем при трансплантации тканей – отторжение, при котором организм атакует то, что считает чужеродным. Однако эти клетки с биопечатью, скорее всего, не будут рассматриваться как чужеродные захватчики и могут увеличить скорость принятия.
Однако, прежде чем что-либо из этого станет настоящей реальностью, необходимо преодолеть технологические препятствия. Но идея становится все более популярной, и биопечать может оказаться полезной в общем поиске лучшей регенеративной медицины.