Ученые изготовили сердечно-сосудистые ткани с помощью 3D-биопечати в невесомости (+ видео)

Совместно с производителем 3D-биопринтеров nScrypt и специалистами по биочернилам Bioficial Organs ученые не просто успешно изготовили с помощью 3D-печати сердечно-сосудистые конструкции из стволовых клеток взрослого человека, но и сделали это в условиях невесомости. Команда считает, что этот проект может стимулировать прорыв в разработках в сфере 3D-биопечати на Земле.

Techshot уже более 25 лет занимается разработками технологий для NASA, SpaceX и других партнеров. Компания также известна сочетанием технологий в авиакосмическом и медицинском секторе, в частности, она производит медицинские устройства для условий невесомости. nScrypt, в свою очередь, много лет работает над системами микрораспределения и 3D-печати – компания изготовила первый в мире 3D-биопринтер еще в 2003 году. Третий участник проекта, Bioficial Organs – это центр из Института сердечно-сосудистых инноваций в Луисвилле.

14 июня команда провела впечатляющий тест, используя собственный прототип 3D-биопринтера для условий невесомости на борту самолета Zero Gravity Corporation. На высоте более 9 км в условиях микрогравитации ученые изготовили несколько сердечно-сосудистых элементов. По словам исследователей, испытания прошли чрезвычайно успешно, и они намерены перейти на следующую стадию проекта. Разумеется, конечная цель – разработать коммерческие 3D-принтеры для производства органов для трансплантации пациентам как в космосе, так и на Земле. Это не только подтолкнет развитие соответствующих исследований, но и может оказаться чрезвычайно важным в перспективе для долгосрочных космических миссий.

Данные, полученные в ходе экспериментов, будут использованы для изготовления более прочного автономного 3D-биопринтера меньшего размера. Ожидается, что это устройство будет запущено на МКС на борту коммерческой суборбитальной космической капсулы Blue Origin – возможно, уже в январе 2017 года. Если все пойдет по плану, к 2018 году на МКС может появиться уникальный 3D-принтер, способный изготавливать крупные и сложные ткани.

По словам исследователей, успех проекта обеспечила возможность 3D-принтера выкладывать биочернила очень тонким слоем, в несколько раз тоньше человеческого волоса. В ходе испытаний в качестве материала использовались не только стволовые клетки, но и электропроводящие вещества и диэлектрики. Это также важно для изготовления органов, поскольку в произведенные в космосе ткани можно будет встроить провода и биосенсоры.

Ученые отмечают, что 3D-биопечать в невесомости может значительно облегчить задачу, поскольку на Земле необходимо использовать густые чернила, в которых могут содержаться химикаты и различные вещества для поддержки конструкции. С другой стороны, в космосе можно использовать печатные головки меньшего диаметра и более жидкие биочернила, в которых содержатся только биологические материалы, необходимые для изготовления конкретного органа.

3D-биопечать в невесомости способна изменить медицину. Команда под руководством Techshot рассказывает о масштабных планах – в частности, сразу после установки 3D-принтера на МКС они хотели бы приступить к созданию имплантатов сердца. Возможно, 3D-биопечать органов станет реальностью гораздо раньше, чем принято считать.