Исследователи разработали новые биочернила, которые впервые позволяют печатать на 3D-принтере небольшие дыхательные пути размером с человека с помощью клеток пациента. Напечатанные на 3D-принтере конструкции биосовместимы и поддерживают рост новых кровеносных сосудов в трансплантированном материале. Это важный первый шаг к 3D-печати органов.

Исследователи из Лундского университета в Швеции разработали новые биочернила, которые впервые позволяют печатать на 3D-принтере небольшие дыхательные пути человеческого размера с помощью клеток пациента. Напечатанные на 3D-принтере конструкции биосовместимы и поддерживают рост новых кровеносных сосудов в трансплантированном материале. Это важный первый шаг к 3D-печати органов. Новое исследование опубликовано в Современные материалы.

Хронические заболевания легких являются третьей ведущей причиной смерти во всем мире, ежегодные расходы ЕС на которые составляют более 380 миллиардов евро. Многие хронические заболевания неизлечимы, и единственным выходом на последней стадии для пациентов является трансплантация легких. Однако донорских легких недостаточно для удовлетворения клинических потребностей.

Поэтому исследователи ищут способы увеличить количество легких, доступных для трансплантации. Один из подходов заключается в изготовлении легких в лаборатории путем объединения клеток с биоинженерным каркасом.

«Мы начали с малого, изготовив маленькие трубки, потому что это характерно как для дыхательных путей, так и для сосудистой сети легких. Используя наши новые биочернила со стволовыми клетками, выделенными из дыхательных путей пациентов, мы смогли биопринтировать небольшие дыхательные пути, которые имели несколько слоев клеток и оставались открытыми с течением времени», — объясняет Дарси Вагнер, доцент и старший автор исследования.

Сначала исследователи разработали новые биочернила (материал для печати с клетками) для 3D-биопечати тканей человека. Биочернила были изготовлены путем объединения двух материалов: материала, полученного из морских водорослей, альгината и внеклеточного матрикса, полученного из легочной ткани.

Эти новые биочернила поддерживают биопечатный материал на нескольких этапах его превращения в ткань. Затем они использовали биочернила для 3D-биопечати небольших дыхательных путей человека, содержащих два типа клеток, обнаруженных в дыхательных путях человека. Однако эти биочернила можно адаптировать для любого типа ткани или органа.

«Эти биочернила следующего поколения также поддерживают созревание стволовых клеток дыхательных путей в несколько типов клеток, обнаруженных в дыхательных путях взрослого человека, что означает, что нужно печатать меньше типов клеток, упрощая количество сопел, необходимых для печати ткани, состоящей из нескольких типов клеток». говорит Дарси Вагнер.

Мартина М. Де Сантис, Хани Н. Алсафади, Синем Тас, Дениз А. Белюкбас, Суджиткумар Притивирадж, Иран А. Н. Да Силва, Маргарета Миттендорфер, Чихару Ота, Джон Стегмайр, Фатима Дауд, Мелани Кенигсхофф, Карл Свард, Джеффри А. Вуд, Манлио Тассиери, Пол Э. Бурджин, Сандра Линдстедт, Софи Мохлин, Дарси Э. Вагнер. Биочернила, армированные внеклеточным матриксом, для 3D-биопечати тканей человека. Современные материалы, 2020; 33 (3): 2005476 DOI: 10.1002/адма.202005476