Напечатанные на 3D-принтере органы могут однажды заменить эксперименты на животных (+видео)

Органы на чипе очень похожи по структуре и функциям на исходный орган – на сегодняшний день ученым удалось симулировать сердце, легкие, язык и кишечник. Разумеется, речь идет не о целом органе, а о срезе ткани, на которой можно проводить испытания, сразу же получая данные с сенсоров, измеряющие реакцию на лекарства и даже последствия заболеваний.

Такая система также позволяет исследователям создавать более широкий ассортимент «пациентов», то есть образцов тканей с разными исходными параметрами – это помогает получить более полную картину клинических исследований. Помимо этических проблем экспериментов на животных, это еще и чрезвычайно неэффективный метод, так как воздействие лекарства определяется посредством многочисленных анализов крови и даже хирургического вмешательства. Даже содержание животных может значительно повысить стоимость испытаний и сократить количество подопытных. Если весь процесс можно будет свести к фрагменту ткани на чипе, это станет существенным стимулом для медицинских исследований.

В ходе экспериментов на животных непросто получить картину постепенных изменений, что помогло бы разработать более эффективные лекарства. В свою очередь, чип обладает рядом отдельных сенсоров, что позволяет параллельно проводить несколько исследований и осуществлять более долгосрочные эксперименты, получая максимально точные результаты. Органы на чипе – это микрофизиологические устройства, которые могут сыграть важнейшую роль в исследовании различных заболеваний. В будущем их можно будет настроить в соответствии не только с воздействием определенной болезни, но и с физиологией конкретного пациента. В таком случае, врачи смогут испытать несколько сочетаний препаратов или определить наилучший метод лечения с помощью компьютерной модели.

Безусловно, производство таких чипов – это сложный процесс, на сегодняшний день ученые применяют 3D-печать по методу литографии из нескольких материалов. Команда из Гарварда разработала новую технологию и ряд материалов для 3D-печати, что помогло исследователям изготовить более сложные органы. Сейчас они используют шесть видов материалов со встроенными сенсорами – это значит, что ученые могут создать микрофизиологическую модель сердца человека вместе с сенсорами в ходе одного проекта по 3D-печати.

Технологии 3D-печати становятся центральной частью современных медицинских исследований, и органы на чипе способны внести значительный вклад в изучение заболеваний, от которых каждый год умирают миллионы людей.