стоп-кадр YouTube
Команда исследователей из Университета Карнеги-Меллона (США) опубликовала в журнале Science статью, в которой подробно описала новую методику, позволяющую создавать на биопринтере 3D-каркасы из коллагена, который является основным структурным белком в организме человека. Этот первый в своем роде метод приближает область тканевой инженерии к возможности 3D-печати полноразмерного сердца взрослого человека, пишет EurekAlert!.
Техника, известная как обратимое встраивание суспендированных гидрогелей в свободной форме (FRESH), позволила исследователям преодолеть многие проблемы, связанные с существующими методами трехмерной биопечати, и достичь беспрецедентного разрешения и точности с использованием мягких и живых материалов.
Каждый из органов человеческого тела, например сердце, состоит из особых клеток, которые удерживаются вместе биологическим каркасом — внеклеточным матриксом (ЕСМ). Эта сеть белков ЕСМ обеспечивает структуру и биохимические сигналы, необходимые клеткам для нормального функционирования. Однако до сих пор не было возможности перестроить эту сложную структуру с использованием традиционных методов биопроизводства.
«Мы показали, что можем печатать части человеческого сердца из клеток и коллагена и имплантировать их в функционирующие части, например, сердечный клапан или желудочки», - рассказал ведущий автор научной работы Адам Файнберг, профессор биомедицинской инженерии (BME) в Карнеги-Меллон. «Используя данные МРТ человеческого сердца, мы смогли точно воспроизвести анатомическую структуру, специфичную для пациента, а также создать 3D-каркас из коллагена и клетки сердечной мышцы», - добавил он.
Миллионы людей во всем мире ждут своей очереди на пересадку сердца. По словам специалистов, на сегодняшний день потребность в замене органов огромна, и необходимы новые подходы для создания искусственных органов, способных восстанавливать, дополнять или заменять их долгосрочную функцию. Команда Файнберга работает над решением этих проблем, используя новое поколение биоинженерных частей тела, которые более точно воспроизводят естественные структуры органов.
«Коллаген является главным биоматериалом для 3D-печати, поскольку из него состоит буквально каждая ткань в вашем теле», - объясняет Эндрю Хадсон, один из авторов научной работы. По его словам, основная трудность 3D-печати заключается в том, что изначально вещество находится в жидком состоянии. «Поэтому, если вы попытаетесь напечатать его, на платформе оно просто превратится в лужу. Теперь мы разработали технику, которая предотвращает такие деформации», - рассказал он.
Метод трехмерной биопечати FRESH, разработанный в лаборатории Файнберга, позволяет наносить коллаген слой за слоем при поддержке специального геля, что дает белку возможность затвердеть на месте перед его удалением из геля. С FRESH поддерживающий гель можно легко растопить, нагревая его от комнатной температуры до температуры тела после завершения печати. Таким образом, исследователи могут удалить поддерживающий гель, не повреждая напечатанную структуру, созданную из коллагена или клеток.
Этот метод действительно интересен для 3D-биопечати, потому что он позволяет создавать коллагеновые каркасы в масштабе человеческих органов. Помимо того, метод не ограничивается исключительно этим белком, так как широкий спектр других мягких гелей, включая фибрин, альгинат и гиалуроновую кислоту, может использоваться на биопринтере с применением техники FRESH, обеспечивая надежную и адаптируемую платформу для тканевой инженерии. Важно отметить, что исследователи также разработали проекты с открытым исходным кодом, чтобы почти каждый желающий, от работников лабораторий до старшеклассников, мог создавать и иметь доступ к недорогим, высокопроизводительным 3D-биопринтерам.
В будущем FRESH может найти применение во многих аспектах регенеративной медицины, от заживления ран до биоинженерии органов, но это всего лишь одна из частей растущей области биотехнологий.
«Важно понимать, что предстоит еще много лет исследований. Однако мы добились реального прогресса в разработке функциональных тканей и органов человека, и новая работа — это еще один шаг в этом направлении», - заключил Файнберг.
Материал подготовила Татьяна Артюхова
Добавляйте CСб в свои источники дзен
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Картина дня
Иран снова остановил движение по проливу из-за нарушающих условия перемирия ударов Израиля по Ливану
Экс-премьер Израиля назвал вынужденное перемирие с Ираном «политической катастрофой» Нетаняху
Песков заявил, что "соответствующие службы" занимаются нормализацией работы интернета
Белоусов: Набор на службу по контракту идет с опережением плана
Экс-замгубернатора Курской области Алексея Дедова приговорили к 17 годам колонии
Дмитрий Дибров впервые расказал, как Полина сообщила ему о решении уйти
Мария Кожевникова про Арарата Кещяна на съемках "Универа": "Мы не общались и даже не здоровались"
Наши публикации
"КП" пригласила в редакцию дух Жириновского, который предсказал исход СВО и распад Америки
"Цивилизация" выжила, Трамп отступил, Ормузский пролив будет открыт, а цены на нефть падают
Сегодня ночью Трамп подобно Крезу обещает уничтожить "целую цивилизацию", хотя ему и не хочется
Роскосмос предложил посветить фонариками в небо в честь полета Юрия Гагарина
Трампу приходится обзаводиться собственным «теневым флотом», причем у берегов США
В работе банковских приложений произошли сбои, к банкоматам очереди, но они не работали
Трамп снова машет кулаками и грозит Ирану ударами по мостам и электростанциям
Слухи, скандалы, сплетни
Мария Кожевникова про Арарата Кещяна на съемках "Универа": "Мы не общались и даже не здоровались"
Рэпер Offset получил огнестрельное ранение у казино во Флориде
Дмитрий Дибров впервые расказал, как Полина сообщила ему о решении уйти
Суд закрыл дело футболиста Смолова о драке в «Кофемании»
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Миссия «Artemis II» успешно завершила облет Луны и возвращается на Землю
Роскосмос предложил посветить фонариками в небо в честь полета Юрия Гагарина
NASA запустило пилотируемый корабль миссии Artemis II к Луне
Корабль «Прогресс» пристыковался к МКС в ручном режиме
Хайтек
В сеть утекли 16 млрд паролей от аккаунтов Apple, Google и других сервисов
Разработчики ПО для российской ОС «Аврора» подали заявление о банкротстве
В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"
Ъ: В российских кнопочных телефонах обнаружили уязвимость, которая позволяет управлять телефоном посторонним
Туризм
Безвиз между Россией и Саудовской Аравией начнет действовать с 11 мая
Депутат Тарбаев заявил, что его слова про сбор с выезжающих за границу неправильно поняты
Китай и Вьетнам: как пользоваться общественным транспортом и где менять деньги
Китай-Вьетнам: Пять органов чувств
Спорт
Гондурас отказался от товарищеского матча со сборной России
Михаил Дегтярев продолжает искать варианты санкций за «вероломную смену спортивного гражданства»
Дегтярев призвал запретить въезд в Россию сменившим гражданство спортсменам
Экс-футболист ЦСКА Лайонел Адамс скончался в возрасте 31 года
Бразильский игрок мини-футбольной команды «Норникель» Алекс Фелипе умер в аэропорту Ухты
Олег Дерипаска избран на пост президента Федерации хоккея с мячом России
Вкусный раздел
Юлия Дианова: Не просто завтрак
Дарья Близнюк: «Заготовки от Даши. Вкусно, как ни «крути»!
Анна Аксёнова: Муссовые торты. Легче легкого!
Софи Дюпюи-Голье: Мир хлеба. 100 лучших рецептов домашнего хлеба со всего мира


Ректор МФТИ сообщил об отмене встречи с Дмитрием Муратовым, поскольку возник риск провокаций
Телескоп Hubble запечатлел момент рождения новой звезды
Земля-снежок: ученые рассказали, стоит ли готовиться к новому ледниковому периоду
Ученые выяснили, как возникает сознание в мозге