Общ

Романът 3D биопечат може да създаде функциониращи изкуствени кръвоносни съдове и тъкани на органи


Точно след съобщенията за напредъка на 3D печат както в мозъчната тъкан, така и в създаването на връзки, идва още една иновация във постоянно развиващата се област на развитието на човешките органи. Инженерите от Университета на Колорадо Боулдър (CU Boulder) разкриха нов метод за 3D биопечат с потенциални биомедицински приложения като инженеринг на функциониращи изкуствени артерии и тъкани на органи.

Структуриран, но податлив

Новият процес дава възможност за локализиран финозърнест контрол на твърдостта на обекта, който може да види сложната геометрия на специализирани органни тъкани, като кръвоносни съдове, правилно пресъздадени. Резултатът е изкуствени съдове, които се отличават със същата силно структурирана и въпреки това гъвкава природа като истинското!

"Идеята беше да се добавят независими механични свойства към 3D структурите, които могат да имитират естествената тъкан на тялото", казва в изявление Сяобо Ин, доцент в Катедрата по машиностроене на CU Boulder и старши автор на изследването. „Тази технология ни позволява да създаваме микроструктури, които могат да бъдат персонализирани за моделите на заболяванията.“

Изследователите се надяват, че тяхната иновация може един ден да бъде използвана за предоставяне на подобрени и по-персонализирани възможности за лечение на страдащите от различни съдови заболявания. Подходът не е съвсем нов.

Тъй като втвърдените кръвоносни съдове отдавна измъчват пациентите със сърдечно-съдови заболявания, отдавна се търсят жизнеспособни заместители на артериите и тъканите. Досега обаче търсенето е било предимно неуспешно.

Екипът на CU Boulder се опита да се справи с предишните препятствия, срещани в безплодните начинания на предишната работа, като се възползва от уникалния ефект на кислорода върху определянето на окончателната форма на 3D отпечатана структура, която досега беше доста нежелана. „Кислородът обикновено е лошо нещо, тъй като причинява непълно втвърдяване“, обясни Йонгхуй Динг, следдокторант по машиностроене и водещ автор на изследването.

Преосмисляне на употребата на кислород

Въпреки това, Динг и екипът му адаптират техния процес, за да осигурят строг контрол върху миграцията на кислорода и излагането на светлина. Това доведе до превъзходна способност за насочване, когато даден обект би се втвърдил в по-твърдо или меко състояние, без това да повлияе на цялостната му геометрия.

„Тук използваме слой, който позволява фиксирана скорост на проникване на кислород“, добави Динг. "Това е дълбоко развитие и обнадеждаваща първа стъпка към нашата цел да създадем структури, които функционират така, както трябва да функционира здрава клетка."

Изследователите тестваха своя подход върху няколко печатани структури и установиха, че могат да генерират обекти с идентична форма, размер и материали, но вариации в твърдостта на пръчките. Още по-добре, принтерът може да работи с биоматериали, малки колкото размер 10 микрона (една десета от ширината на човешки косъм).

Сега екипът работи за допълнително подобряване на възможностите на биопринтера, за да го направи идеален за необходимия биомедицински диапазон. "Предизвикателството е да се създаде още по-фина скала за химичните реакции", каза Ин. "Но ние виждаме огромна възможност за тази технология и потенциала за производство на изкуствени тъкани."

Изследването е публикувано наскоро в списаниетоNature Communications.


Гледай видеото: The Diamond Arm comedy, dir. Leonid Gaidai, 1968 (Юли 2021).