3D-биопечать: новая технология для создания органов и тканей человека

В области трансплантологии и регенеративной медицины появилась новая перспективная технология — 3D-биопечать органов и тканей человека. Это способ создания биоискусственных структур, которые имитируют природные аналоги, с помощью слоевых депозиций биосовместимых материалов и живых клеток. Такие структуры можно выращивать из собственных тканей пациента, что уменьшает риск отторжения и необходимость поиска донора.


Коллектив ученых из Первого Московского государственного медицинского университета (МГМУ) имени Сеченова и Центра химической физики имени Семенова РАН уже применил эту технологию для печати фрагмента кожи — биоэквивалента, который можно использовать для лечения различных повреждений кожного покрова, таких как язвы, ожоги или раны.

Кроме того, 3D-биопечать может помочь в научных исследованиях, например, в изучении функций органов или в тестировании лекарств. Это сделает медицину более этичной, так как уменьшит число экспериментов на животных.

Основой 3D-биопечати служат сфероиды — шарообразные структуры из живых клеток разных типов. Они выступают в роли строительных блоков, которые складываются в трехмерные образцы.

При этом необязательно использовать клетки того же органа или ткани, которые хочется напечатать. Ученые поделились своим опытом работы со сфероидами из клеток десны и жировой ткани в международном научном журнале «Биопринтинг». В ходе экспериментов исследователи проверяли, как сфероиды выживают, растут, прорастают и меняются в зависимости от того, откуда они взяты и как они расположены (напечатаны или смешаны).

Они обнаружили, что клетки разного происхождения ведут себя по-разному и формируют разные трехмерные структуры после двухнедельного выращивания. Клетки жировой ткани быстрее перемещаются в гидрогеле и образуют широкие и короткие отростки. Клетки десны, наоборот, создают тонкие, длинные и разветвленные отростки. Таким образом, клетки жировой ткани могут быстро заполнить объем гидрогеля, достигая высокой плотности клеток, а клетки десны могут охватить большие площади, но с более похожим на проросток фенотипом.