Хотя для исследования требуется всего мгновение, чтобы стать открытием, яблоко падает с дерева; болт освещения; щелчок затвора, полностью разработанные прорывы в науке и медицине требуют лет, и то, что мы читаем сегодня, о разработках ученых-материаловедов Гарварда в области биопечати почечной структуры, является одним маленьким шагом ближе к будущему, когда пересадка органов списки остались в прошлом.
Доклад, опубликованный 11 октября 2016 года под названием «Биопечать трехмерных извитых проксимальных канальцев почек на перфузируемых чипах», иллюстрирует, как трехмерная биопечать использовалась для создания «проксимальных канальцев» (ПТ) - мин. сосуды в структуре почек человека, как показано ниже:
Проксимальная трубка (ПТ) - это меньший сегмент нефрона, миллионы из которых составляют структуру почки. Нефроны позволяют почкам фильтровать и поглощать питательные вещества из крови.
Как это делается?
Шаг 1: Структура PT печатается на предметном стекле (и это очень похоже на лондонскую реку Темзу)
Шаг 2: Затем внеклеточный матрикс, вещество, которое окружает клетки внутри тела, вводится поверх речной формы
Шаг 3: После этого напечатанная «река» удаляется, оставляя полую форму
Шаг 4: Живые клетки вводятся в форму, которая служит ориентиром для структуры проксимальной трубки
Шаг 5. По мере роста или культивирования клеток они приобретают характеристики нативных PT, и их можно тестировать с такими веществами, как новые лекарства.
Процесс следует той же концепции «сортировки» клеточных манипуляций, которая использовалась при биопечати миниатюрных сердца и почек. Процесс сортировки означает, что клетки, которым придана определенная форма, в конце концов сохраняют порядок синтетической структуры вокруг себя и действуют так, как они действовали бы в этой структуре внутри тела.
Дженнифер Льюис - ведущий исследователь проекта. Как профессор Гарвардского университета и ведущий преподаватель Института биологически вдохновленной инженерии Висса, Льюис является одним из ведущих специалистов в области исследований в области 3D-биопечати, и ее имя является автором более 120 журнальных статей. Ее команде в Гарварде также удалось напечатать толстые ткани, содержащие кровеносные сосуды, в начале этого года, это исследование послужило основой для этого последнего достижения.
Следующим шагом команды является размещение PT в сосудистой структуре, постепенно наращивая ткань до тех пор, пока она не станет пригодной для трансплантации. Как пишут исследователи в статье,
Трехмерные модели почечной ткани, которые воспроизводят реакции человека, необходимы для скрининга лекарств, моделирования заболеваний и, в конечном счете, для инженерии почечных органов. Наш метод биопечати обеспечивает новый способ программируемого изготовления усовершенствованных моделей тканей почек человека по запросу.