Ученые Миннесотского университета опубликовали исследование, рассматривающее 3D-печать функциональных конструкций из живых клеток, имитирующих работу сердца. Исследователи рассчитывают, что представленная работа поможет в изучении болезней и пороков сердечно-сосудистой системы и поиске новых методов лечения.

Американские ученые создали 3D-печатный «сердечный насос» из живых клеток

Одна из интересных проблем, связанных с 3D-печатью функциональных сердечных тканей, заключается в сложности достижения необходимой плотности клеточной массы, используемой в «чернилах». Как правило, в роли опорных структур выступают 3D-печатные гидрогелевые матриксы, затем засеиваемые клетками сердечной мышечной ткани — кардиомиоцитами. Ученые Миннесотского университета опробовали другой подход: 3D-печать стволовыми клетками в гелевой среде с последующим размножением, а затем уже дифференциацией в мышечные клетки и созреванием ткани.

«Поначалу мы пробовали печатать кардиомиоцитами, и эта затея провалилась. Мы решили попробовать новый подход, опираясь на нашу экспертизу в области исследований стволовых клеток и 3D-печати. Мы оптимизировали специальные чернила, сделанные из протеинов внеклеточных матриксов, смешали их с человеческими стволовыми клетками и напечатали структуру полученным составом. После культивации и повышения плотности стволовые клетки были дифференцированы в клетки сердечной мышечной ткани», — рассказывает декан факультета биомедицинской инженерии Бренда Огл. 

Американские ученые создали 3D-печатный «сердечный насос» из живых клеток

Идея 3D-печати стволовыми клетками с последующей дифференциацией принадлежит докторантам Молли Купфер и Вей-Хан Лин. Так как клетки дифференцируются в непосредственной близости друг к другу, получаемая масса более близко напоминает по строению мышечную ткань. Полученные образцы продемонстрировали способность сокращаться подобно обычным мышцам, а 3D-печатный клапанный насос длиной примерно в полтора сантиметра — прокачивать жидкости. Размер выбран неслучайно: ученые рассматривают возможность вживления подобных конструкций в брюшные полости мышей для дальнейших экспериментов. 

«Теперь у нас есть наглядное пособие, позволяющее отслеживать процессы на клеточном и молекулярном уровнях в прокачивающем механизме, приближающимся по функциональности к человеческому сердцу. Мы можем добавлять в модель болезни или повреждения, чтобы изучать эффективность лекарственных препаратов и других терапевтических средств», — поясняет Бренда Огл. 

Исследование доступно в журнале Circulation Research, публикуемом Американской кардиологической ассоциацией.  

 Процесс биопечати: 

Источник: 3dtoday.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

два + семь =