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
Новак: беспилотники ВСУ атаковали три НПЗ и газохимический комплекс
Глава РФПИ объявил о начале гуманитарной операции в Алешках, эвакуация продолжится до 14 часов
ФНС усиливает контроль за доходами самозанятых и первые результаты уже есть
Признанная иногентом "Новая газета" выселяется из здания и объявила о прекращении работы
В Испании не менее 46 человек погибли при столкновении двух скоростных поездов
Mash: 88-летней Федосеевой-Шукшиной присвоили паллиативный статус
Саша Савельева о разводе с Кириллом Сафоновым: "Мы расходимся не по одной причине, а по совокупности"
Наши публикации
Зюганов вновь обратил взгляд на банковские вклады россиян и многозначительно заметил, что это три бюджета
Президент Израиля на самом деле предложил Нетаньяху помилование в обмен на уход из политики?
Высшая математика для взрослых в исполнении сотовых операторов
Разъяснения ВС: руководство к действию или «советы», которые судьи могут игнорировать?
Трамп - о Зеленском, ударах по российским НПЗ, и о Крыме, который он считает украинским
Украина заявила о возобновлении работы военного Starlink, а Маск призвал Зеленского уйти в отставку
Украина отказалась от энергетического перемирия: Рязанский НПЗ загорелся после атаки беспилотников
Слухи, скандалы, сплетни
Ушел из жизни звезда "Стартрека" актер Патрик Стюарт
Прах актера Романа Попова развеяли над Черным морем
Маск представил ролик своей версии "Одиссеи", но она пока не глянулась ни критикам, ни пользователям
Mash: 88-летней Федосеевой-Шукшиной присвоили паллиативный статус
Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова
Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"
Наука
Вопреки прогнозам скептиков, Россия продолжит участие в работе МКС - пока до 2030 года
«Роскосмос» планирует запуск двух ракет «Союз-5» летом 2027 года
На российском сегменте МКС обнаружили два места утечки воздуха
Ракета компании Безоса взорвалась во время испытаний
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
Лайнер остановил "бесконечный круиз" и выселил пассажиров из-за цен на топливо
В РСТ назвали стоимость визы в Черногорию для российских туристов
Визовые центры Кипра в 6 городах России приостановили прием заявлений из-за сбоя
В Таиланде предложили ввести сбор за въезд и сбор за выезд из страны - за выезд дороже
Спорт
Спортивный арбитраж обязал Международную федерацию хоккея допустить сборные России
Александр Овечкин объявил, что завершит карьеру в НХЛ по окончании сезона
Артем Дзюба завершил карьеру
Камилу Валиеву все же лишили нейтрального статуса
Фигуристка Камила Валиева обжаловала в ЕСПЧ дисквалификацию по делу о допинге
Лионель Месси завершил карьеру в сборной
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