3D-печать живыми клетками может изменить тканевую инженерию
Привет. Ученым из Университета Твенте удалось создать трехмерные печатные структуры с живыми клетками, которые могли бы увеличить область применения тканевой инженерии.
Исследователи использовали технику под названием «in-air microfluidics» для трехмерных печатных структур, которые содержат живые клетки. Работа, которая была опубликована в Science Advances, позволяет быстро выпускать «микростроительные блоки», что может стать мощным инструментом для области тканевой инженерии и восстановления поврежденной ткани.
Тканевая инженерия объединяет клетки с инженерными материалами и подходящими химическими факторами, необходимыми для производства тканей. Цель состоит в том, чтобы собрать функциональные конструкции, которые восстанавливают, поддерживают или улучшают поврежденные ткани или целые органы. Эта сфера часто ассоциируется с регенеративной медициной, которая будет иметь конструкционные материалы в сочетании со стволовыми клетками для получения желаемого типа клеток. Тканевая инженерия уже получила одобрение надзорных органов для производства искусственной кожи и хрящей, но их использование пока ограничено у людей.
Подход голландской группы использует жидкости «на основе кристаллов», для манипулирования крошечными каплями. Исследователи хотели использовать эту технологию для создания своей трехмерной структуры, но скорость, с которой клетки покидают чип, была слишком медленной, то есть потребовалось бы 17 часов для создания структуры размером 1 кубический сантиметр.
Это побудило группу взглянуть на использование струй, чтобы ускорить процесс. Они построили два сопла, которые смогли безопасно перемещать жидкости в 100-1000 раз быстрее, чем в микрочипе. Это означало не только то, что время, затраченное на создание структуры, сократилось примерно до 2 минут, но и позволило, выбирая конкретные комбинации жидкостей, которые взаимодействуют друг с другом, получать новые материалы.
Исследователи использовали этот метод для построения трехмерных структур с такой же внутренней структурой, как и естественная ткань, которая может быть заполнена клетками и жидкостью. Их подход предлагает перспективную альтернативу современным технологиям 3D-печати, которые, как правило, используют тепло или ультрафиолетовый свет, наносящие ущерб живым клеткам.
Тканевая инженерия имеет потенциал для лечения широкого спектра заболеваний, так как дисфункциональные или поврежденные ткани и органы могут быть просто заменены. Компания Ospedale Niguarda Ca 'Granda
в Милане обратилась к пациенту с диабетом для трансплантацией участков с тканевой инженерией, что позволило пациенту прекратить терапию инсулином, в то время как исследователи из Университета Карлоса III в Мадриде разработали 3D-принтер BioDan, который может создавать функциональную человеческую кожу. Между тем, инженеры Imperial College London разработали технику для производства биоматериалов, которые лучше подражают физическим свойствам органов в человеческом организме.
Новая технология может внести серьезный вклад в сфере развития тканевой инженерии и регенеративной медицины, значительно повысив их потенциал.