В журнале Science Advances опубликовано исследование, проведенное лабораторией Адама Файнберга из Университета Карнеги-Меллона. Ученые разработали уникальный способ печати живой ткани с помощью технологии FRESH — Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels, что переводится как «свободная обратимая печать в подвешенных гидрогелях». Этот метод позволяет печатать мягкие живые клетки и ткани с высокой точностью.
До сих пор микромодели человеческих тканей, называемые органами-на-чипе или микрофизиологическими системами, создавались из силикона и других синтетических материалов. Однако такие материалы не свойственны человеческому организму, из-за чего клетки в них ведут себя иначе, чем в настоящих тканях. Новый метод печати из биологических материалов — прежде всего коллагена, основного белка в теле человека — позволяет максимально точно воссоздать физиологические условия.
Исследователи создали тканевую модель, имитирующую поджелудочную железу, и доказали, что она может реагировать на уровень глюкозы, выделяя инсулин. Такая ткань потенциально способна заменить функцию органа у людей с диабетом 1 типа. Более того, в экспериментах на животных она уже показала эффективность — в компании FluidForm Bio, спин-оффе университета, планируют начать клинические испытания на людях в ближайшие годы.
Важной частью работы стала не только сама биопечать, но и использование многокомпонентных чернил, включающих белки внеклеточного матрикса, факторы роста и живые клетки, а также подключение печатной ткани к специально разработанному биореактору. Это позволило создать сосудистую структуру — сеть каналов для доставки питательных веществ и кислорода.
Команда подчеркивает, что данная разработка стала возможной благодаря сотрудничеству специалистов разных областей — от материаловедения до молекулярной биологии. Более того, исследователи намерены сделать свои наработки доступными для других лабораторий, распространяя открытые чертежи и коды.
«Мы уже не спрашиваем, можем ли мы это напечатать, — говорит Файнберг. — Сейчас главный вопрос, что именно мы должны печатать, чтобы это действительно помогло людям».
Ученые научились печатать живые ткани из коллагена для терапии диабета, точно повторяя природные структуры, и в лаборатории впервые искусственно вырастили полноценные человеческие зубы. Подробнее о методах создания зубов, обещающих сделать пломбы и имплантаты анахронизмом, вы можете узнать в нашей следующей статье.
