Технология 3D-биопечати позволяет создавать искусственные сосуды и ткани органов
Инженеры из Университета Колорадо в Боулдере разработали технику 3D-печати, обеспечивающую локализованный контроль жесткости объекта. Она открывает новые возможности в биомедицине, потенциально включающие создание искусственных артерий и тканей органов.
Исследование, представленное в Nature Communications, описывает методику послойной печати с программируемым управлением жесткостью структуры объекта, сообщает eurekalert.org. Она позволяет ученым имитировать сложную геометрию кровеносных сосудов. Результаты могут привести к более эффективному, персонализированному лечению пациентов с гипертонией и другими подобными болезнями.
«Идея заключалась в добавлении 3D-структурам механических свойств, позволяющих им имитировать ткани организма, — сказал старший автор работы, адъюнкт-профессор Сяобо Инь. – Технология позволяет создавать микроструктуры, подходящие для использования в моделях заболеваний».
Затвердение артерий – одна из причин нарушения работы сердечно-сосудистой системы. Исторически, ученым было сложно создать имплантатов для замены поврежденных тканей. Для решения проблемы исследователи использовали уникальную способность кислорода влиять на конечную форму напечатанных на 3D-принтере структур.
«Обычно вещество вызывает неполное схватывание, — объяснил Йонхуэй Динг, ведущий автор работы. – Здесь мы использовали слой, обеспечивающий проникновение фиксированного количества кислорода».
Управляя миграцией вещества и последующим воздействием на него света, ученые смогли контролировать жесткость участков, не меняя общей геометрии.
«Это – первый многообещающий шаг к нашей цели создать структуры, функционирующие как здоровые клетки», — сказал Динг.
Для демонстрации работы технологии, ученые напечатали 3 версии простой структуры: балки на двух стойках. Они имели одинаковые размер, форму и состав, но отличались по жесткости опор: мягкая-мягкая, мягкая-твердая и твердая-твердая. Жесткие стойки удерживали балку, тогда как мягкие позволяли ей полностью или частично упасть. Затем ученые воссоздали опыт с фигуркой китайского воина. Внешний слой у нее был жестким, внутренний – мягким. Структура была напечатана на настольном 3D-принтере, работающем с биоматериалами.
