Канадские исследователи создали биочернила для 3D-печати сердечных клапанов

Состоялся прорыв в педиатрической кардиологии, то есть в области медицины, посвящённой лечению заболеваний сердца у детей. Канадские исследователи успешно создали биологически совместимый материал для объёмной печати — биочернила. При успехе всех испытаний и утверждении контролирующими органами их можно будет можно будет использовать для 3D-печати долговечных сердечных клапанов, что даёт надежду юным пациентам с пороками сердца.


Метод 3D-печати сердечных клапанов разработали в стенах крупнейшего медцентра матери и ребёнка в Канаде. Авторы новой технологии — доцент медицины Монреальского университета Хуман Саводжи и его аспирант Арман Джафари. Результаты их исследования обнародовали в журнале Advanced Functional Materials («Передовые функциональные материалы»).

Вообще, тканевая инженерия (от английского tissue engineering) — это подход к созданию имплантируемых тканей и органов как биологических заместителей для восстановления или улучшения работы тканей. Тканеинженерные конструкции — биомедицинский клеточный продукт, который состоит из клеток (клеточных линий), биологически совместимого материала и вспомогательных веществ.

Проще говоря, тканевую инженерию можно использовать для создания живых тканей и органов, сочетая биоматериалы с клетками. В отличие от механических клапанов сердца, биомиметические клапаны, то есть имитирующие природные органы, могут развиваться и расти вместе с пациентами, которым их вживили. При удачной реализации открытия Саводжи и Джафари со временем биомиметические сердечные клапаны можно будет напечатать на 3D-принтера из биочернил.

Саводжи сообщил, что эти биочернила — биологически совместимая основа для печати — состоит из поливинилового спирта (растворимого в воде полимера), желатина и каррагинана (полисахарида из красных морских водорослей). Полученные из этих компонентов биочернила подходят для печати клапанов сердца, которые работают, как натуральные, открываясь и закрываясь, совместимы с организмом пациента и при этом препятствуют образованию тромбов, то есть безопасны с точки зрения закупорки сосудов сгустками крови. Инновационные образцы хорошо проявили себя при лабораторных тестах.

Разработанное соединение формирует такой каркас, внутри которого стволовые клетки смогут прорастать и делиться, пока не станут живой тканью определённого типа. Более того, в лабораторных опытах напечатанные клапаны реже провоцировали побочные эффекты, чем используемые современной медициной клапаны механические или на основе тканей животных.

То есть, пояснил Джафари, новинка более безопасна, чем технологии, используемые ныне при трансплантациях. Клапаны из биомиметических искусственных тканей смогут расти после имплантации вместе с пациентом-ребёнком, избавляя его от необходимости повторной операции.

В течение ближайших лет учёные планируют в ходе испытаний приблизиться к применению новой технологии в реальной хирургии.