Разработан метод биопечати сосудистых трансплантатов из собственных клеток пациента (+ видео)

Даже в тех случаях, когда синтетические трансплантаты доступны, это далеко не идеальный вариант, поскольку они не предотвращают образование тромбов, не являются биосовместимыми и недостаточно хорошо противостоят инфекциям. Чтобы справится с этими недостатками, ученые, в основном, с медицинского факультета Университета Сага в Японии, исследуют возможности использования биопринтера для создания сосудистых трансплантатов из собственных клеток пациента. Промежуточные результаты этого исследования недавно были опубликованы в статье в журнале PLOS ONE.

Новая работа основывается на исследованиях в других областях тканевой инженерии, связанных с созданием тканей без поддерживающих конструкций. С развитием этой концепции она стала ключевым методом производства элементов ряда биологических имплантатов. В ее основе – использование естественного свойства клеток образовывать сгустки и формировать сфероиды. Среди авторов этой работы – Коичи Накаяма из Высшей школы науки и инженерных дисциплин при Университете Сага, который разработал систему для 3D-печати биоматериалами, где эти сфероиды используются как частицы материала, и из них создается трехмерный объект.

С помощью этого метода можно загружать многоклеточные сфероиды в биопринтер, чтобы изготавливать конструкции, разработанные в программах для 3D-моделирования. В рамках этого исследовании был проведен эксперимент, в ходе которого из 500 сфероидов был составлен единый трехмерный объект на основе игольчатой конструкции – в соответствии с компьютерной моделью. На 3D-печать этого объекта ушло 1,3 часа, а через четыре дня игольчатая конструкция была удалена без нарушения стабильности структуры.

К сожалению, в части эксперимента были использованы лабораторные крысы, которых затем усыпили. Из опытов на крысах ученым удалось примерно оценить шансы на успешное внедрение разработанной ими технологии в клинической практике, которые они затем описали в своей статье.

«Нам удалось разработать инновационный метод биологической 3D-печати трубчатой ткани небольшого диаметра из многоклеточных сфероидов без применения поддерживающих конструкций. Затем мы успешно установили эти имплантаты крысам, причем после трансплантации внутренняя поверхность объекта покрылась клетками эндотелия. Хотя в прошлом исследователями уже предпринимались попытки использовать многоклеточные сфероиды для тканевой инженерии имплантатов без поддерживающих структур, насколько нам известно, это первый случай, когда при внедрении в организм на внутренней поверхности такой трубки нарастают клетки эндотелия».

Иными словами, ученым удалось добиться достаточного успеха, чтобы дальнейшие исследования можно было считать перспективными. Возможно, в будущем на основе этого метода будут изготавливаться сосудистые трансплантаты, связанные не только с меньшим риском отторжения организмом пациента, но и гораздо более стабильные, чем методы, доступные на сегодняшний день. Таким образом, эта технология может позволить не только улучшать жизни, но и спасать их.