Регби
Регби

20.11.2013 | Наука

Медики работают над проектом по трехмерной печати человеческого сердца

Технология трёхмерной печати развивается семимильными шагами. Конечной целью нового проекта американских ученых является наиболее точное воспроизведение человеческого сердца.

Послойное производство различного рода объектов из самых разных материалов с минимальным вмешательством со стороны человека упростит жизнь не только инженерам, но и дизайнерам одежды, кулинарам, архитекторам и даже медикам.

Печать различных органов методом аддитивного производства позволит минимизировать проблемы, связанные с трансплантацией. Наиболее важная из этих проблем — риск отторжения органа иммунной системой — практически сходит на нет. Биологический материал для строительства "напечатанных" систем организма берётся у самого пациента, а значит, реакция иммунитета не сможет помешать адаптации органа.

Ранее мы сообщали о некоторых случаях, когда медики печатали на 3D-принтере разные органы и части тела. К примеру, в мае 2013 года ребёнку напечатали трёхмерную трубку из биологически совместимых материалов, которая спасла маленького пациента от разрыва бронхов. В августе того же года медики произвели ухо для взрослого пациента и успешно пересадили его под кожу мыши.

Теперь же учёные поставили перед собой намного более сложную задачу: напечатать сердце. Руководитель нового проекта Стюарт Уильямс (Stuart Williams) из Института сердечно-сосудистых инноваций в Луисвилле, штат Кентукки, сообщил, что конечной целью проекта является наиболее точное воспроизведение настоящего человеческого органа. Созданное таким образом сердце, по словам авторов, будет готово к трансплантации ориентировочно через 10 лет.

"С самыми современными технологиями мы сможем напечатать отдельные компоненты сердца, но мы хотим сразу произвести его целиком. Для этого наши инженеры работают над новым поколением 3D-принтеров, способных послойно воспроизвести структуру человеческого кровяного насоса", — говорит Уильямс.

Материал для создания органа будет биологического происхождения. Исследователи планируют перепрограммировать жировые клетки в стволовые, что позволит затем создать сердечную ткань, родственную по иммунной природе остальным частям тела организма-донора.

Уильямс и его коллеги уже предпринимали попытки напечатать отдельные части сердца, а затем соединить их в единую систему. Производство органов с элементами 3D-печати позволяет быстро "напечатать" всё необходимое и собрать орган воедино всего за неделю. Но конечной целью проекта является полностью аддитивное производства кровяного насоса, практически не требующее вмешательства со стороны биоинженеров.

"В какой-то момент я взглянул на своих коллег и предложил им сконструировать сердце так же, как инженеры строят большие самолёты. Единый орган нужно виртуально разделить на несколько составляющих компонентов, которые затем можно соединить", — рассказывает Уильямс.

В целом, задумка вполне осуществима. Но перед учёными встаёт один очень важный вопрос: как заставить 3D-принтер создавать мелкие структуры, такие как кровеносные сосуды, столь необходимые для конструирования человеческого сердца?

Уильямс и его команда уже научились печатать кровеносные сосуды, но в очень крупном масштабе. Каждая трубочка обладала слишком большими размерами, для того чтобы интегрировать её в настоящий орган для трансплантации.

Дело в том, что даже самые точные современные 3D-принтеры способны печатать структуры, толщина которых составляет не менее миллиметра, но сосуды обладают шириной всего в несколько микрометров — тысячных долей миллиметра.

Скорее всего, преодолеть трудности с масштабами кровеносных сосудов с помощью аддитивного производства не удастся. Тут учёные полагаются на новейшие методики самоорганизации клеток, способных самостоятельно занять своё место в единой структуре.

"Мы будем печатать на принтере объекты, размеры которых составляют не менее нескольких десятков или даже сотен микрометров. После этого некоторые клетки самостоятельно организуются в более мелкие конструкции", — поясняет Уильямс в пресс-релизе.

Для выполнения столь сложной задачи у учёных очень немного времени — они планируют создать полностью функциональное сердце в течение ближайших десяти лет. Конечно же, без специального оборудования тут не обойтись: запуск проекта по созданию нового 3D-принтера для печати биологических тканей назначен на декабрь 2013 года.

Вести.Ru

Фотогармошка 300х250
Аккерманская крепость
Адвокат