Разработку первой напечатанной на 3D-принтере модели сердца, пронизанной кровеносными сосудами, провели израильские исследователи под руководством профессора Тала Двира (Tal Dvir).
Болезни сердца – основная причина смерти людей обоих полов в США, а единственным доступным способом лечения для пациентов с сердечной недостаточностью на конечной стадии является трансплантация сердца. Учитывая острую нехватку доноров, необходимы новые подходы для решения этой проблемы.
До сих пор ученые в области регенеративной медицины были успешны главным образом в печати простых тканей без кровеносных сосудов. Это первый случай, когда удалось спроектировать и напечатать целое сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами. Сердце сделано из человеческих клеток и специфических для донора биологических материалов. В данном случае эти материалы служат биочернилами, которые можно использовать для 3D-печати сложных тканевых моделей.
Размер первой модели – примерно как у кролика, но в будущем по такой же технологии можно будет напечатать модель большего размера.
В этом исследовании для создания подобной 3D-модели у доноров была взята биопсия жировой ткани. Затем компоненты ткани были разделены на клеточные и неклеточные. Клетки были перепрограммированы в плюрипотентные, а внеклеточный матрикс, состоящий из коллагена и гликопротеинов, был переработан в гидрогель, который выполняет функцию биочернил.
После смешивания с гидрогелем плюрипотентные клетки эффективно дифференцируются в различные типы клеток. Таким образом можно будет создать специфические для пациента, совместимые с иммунной системой, сердечные заплатки с кровеносными сосудами, а затем и все сердце целиком. Использование собственных материалов пациента имеет решающее значение для успешной инженерии тканей и органов, так как устраняет риск отторжения имплантата. По мнению исследователей, биоматериал должен обладать теми же биохимическими, механическими и топографическими свойствами, что и ткани пациента.
В будущем ученые планируют «научить» 3D-модели сердца выполнять насосную функцию, после чего провести ряд операций по пересадке 3D-сердец животным.
Елена Панасюк, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/ по материалам American Friends of Tel Aviv University: TAU Scientists Print First 3D Heart Using Patient’s Own Cells and Materials.
Статья Noor et al. 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Heartsопубликована в журнале Advanced Science.
