/ УЧЕНЫМ УДАЛОСЬ «НАПЕЧАТАТЬ» ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ УХО В СПИНЕ МЫШИ. КАКИМ ОБРАЗОМ И ДЛЯ ЧЕГО?!

УЧЕНЫМ УДАЛОСЬ «НАПЕЧАТАТЬ» ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ УХО В СПИНЕ МЫШИ. КАКИМ ОБРАЗОМ И ДЛЯ ЧЕГО?!

УЧЕНЫМ УДАЛОСЬ «НАПЕЧАТАТЬ» ЧЕЛОВЕЧЕСКОЕ УХО В СПИНЕ МЫШИ. КАКИМ ОБРАЗОМ И ДЛЯ ЧЕГО?!

Тканевая биоинженерия с использованием 3D-технологий развивается настолько динамично, что мы не успеваем поверить в реальность происходящего. Трудно осознать и ценность и перспективность очередной разработки. Вот еще одна научная и практически сенсационная история: в начале июня международная группа ученых опубликовала в «Science Advances» результаты нового исследования, в ходе которого они смогли неинвазивно напечатать под кожей у мыши объект, который воспроизводит форму, а главное, тканевую структуру ушной раковины… Это звучит довольно футуристично и жутковато. Давайте разбираться.

Особенности инвазивной и неинвазивной 3D печати тканей

Одним из самых больших препятствий в инвазивной 3D тканевой инженерии является не технология. Скорее, это необходимость в операции.

Большинство современных прототипов биопечатных тканей создается в лаборатории, где ученые могут более тщательно контролировать процесс роста ткани. Например, печать легких обычно начинается с донорского образца легкого, клетки которого вымываются специальным средством, а затем заселяются новыми донорскими клетками. Другие инновационные подходы используют яблоки в качестве основы для печати ушей или добавляют антибиотики и другие лекарства непосредственно в напечатанные в 3D-кости, чтобы помочь в борьбе с воспалением.

Авторы пишут, что основная проблема этих подходов заключается в том, что в конечном итоге они требуют хирургического вмешательства. Распечатанная ткань должна быть собрана и хирургически вставлена ​​в поврежденное место, что, в свою очередь, приводит к росту рисков и большему повреждению имплантата и окружающих тканей. Последствия инвазивной 3D хирургии варьируются от длительного пребывания в больнице до повторных операций и удаления отторгнутых имплантатов, не говоря уже о болевых ощущениях.

В последнее десятилетие технология неинвазивной 3D-биопечати на основе цифровой обработки света благодаря своей универсальности стала привлекать значительно больше внимания. Основная ее идея состоит в том, чтобы ввести биочернила, содержащие особые клетки, в поврежденную ткань, а затем неинвазивно излучать свет, чтобы «активировать» клетки, содержащиеся в биочернилах. В зависимости от типа клеток, есть потенциальная возможность таким образом восстанавливать поврежденные спинной мозг, нервные волокна или кровеносные сосуды.

загруженное.jpg

Суть эксперимента

Для неинвазивного наращивания ткани необходимо выполнить два требования: во-первых, проникнуть в ткань, а во-вторых, полимеризовать или «активировать» клетки биочернил и поддерживающую матрицу, чтобы запустить самоорганизацию в заданные структуры.

Команда авторов нового исследования отмечает, что «ультрафиолетовый или синий свет традиционно используют для облегчения биопечати… но такой свет обладает плохой способностью проникать в ткани. Более того, ультрафиолетовое излучение может также привести к повреждению (если хотите, «солнечному ожогу») искусственно создаваемой и биологической тканей. Напротив, ближний инфракрасный свет может безопасно активировать биочернила и глубоко проникать в ткани». Поскольку различные пространственные структуры света могут быть настроены так, чтобы активировать биоинформацию по-разному, как внутри слоя, так и между слоями, команда начала серию экспериментов с биопечатью, которая запускается светом.

Вначале ученые «напечатали» таким методом несколько фигур на открытых тканеподобных структурах, а затем перешли к биопечати внутри поверхностных тканей тела. После недели экспериментов удалось напечатать несколько форм в спине живых мышей, причем и новая ткань, и окружающие ее ткани не подверглись воспалению и другим повреждениям.

Продвигаясь дальше, они ввели изображение здорового человеческого уха в свою систему и генерировали зеркальное отображение этого уха. Затем они провели инъекцию биочернил, содержащих хондроциты (клетки, которые составляют хрящевую структуру уха), в спину мышей и подвергли эту область излучению, которое кодировало заданную форму. Через полминуты ухо обрело форму, а в течение месяца печатное ухо начало создавать опорные конструкции для дальнейшего поддержания своей формы.

Польза и предстоящие задачи

6bca5dd7ad812e1635ab304516b957d5.jpg

Создание новой ткани - не единственное, на что способна эта технология. В дополнительном исследовании команда обнаружила, что такой же подход можно применять для заживления тяжелых ран и повреждений без необходимости хирургического вмешательства. Конечно, между печатью уха в спине мыши и восстановлением поврежденного человеческого уха предстоит пройти большой путь, но самое главное, что новое исследование показывает, что это в принципе возможно.

Необходим решить еще много задач, ведь излучение не может проникать очень глубоко в организм и есть ограничение, заключающееся в том, что эта технология на данный момент может использоваться только для поверхностных слоев тканей. Также до сих пор неясно, проникнет ли собственная кровеносная система мышей в отпечатанное ухо, обеспечивая его питательными веществами для долгосрочного выживания. Также на данный момент биоинженерное ухо не может чувствовать, встраивание в напечатанный объект нервной системы и «подключение» ее к основному хозяину остается серьезной проблемой.

Но это все уже не кажется невозможным в свете того, что уже удалось достичь. Авторы завершают свое исследование на оптимистичной ноте: «Без хирургической имплантации в организме были успешно созданы индивидуальные конструкции живых тканей. Эта работа откроет новый путь для исследований 3D-печати и продвинет область неинвазивной медицины».

Текст: Юлия Долженкова

Поделиться в социальных сетях: 
Долженкова Юлия Владимировна
Автор
Долженкова Юлия Владимировна
  • Образование: Балтийский Федеральный Университет им. И.Канта. Специальность: философия. Аспирантура по специальности «Теория аргументации».
  • Сфера профессиональных компетенций:
    теория информации, аргументация, логика, оздоровительные практики и здоровый образ жизни, журналистика, свободно владею английским языком.
ФАСТ-ФУД И УЛЬТРА-ПЕРЕРАБОТАННЫЕ ПРОДУКТЫ ВРЕДЯТ РОСТУ СКЕЛЕТА У ДЕТЕЙ. ФАСТ-ФУД И УЛЬТРА-ПЕРЕРАБОТАННЫЕ ПРОДУКТЫ ВРЕДЯТ РОСТУ СКЕЛЕТА У ДЕТЕЙ.
Картошка фри, бургеры и чипсы – одни из самых...
Читать
3
Сегодня
ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ
Ученые из Университета штата Огайо (США) обнаружили...
Читать
7
Сегодня
КАКИЕ БАДЫ РАБОТАЮТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ КОВИД-19? ОБЗОР НОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КАКИЕ БАДЫ РАБОТАЮТ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ КОВИД-19? ОБЗОР НОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
С самого начала пандемии ковид-19 активно распространяется...
Читать
5
20.04.21 г.
Читайте также
Топ - 6
НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ ИЗО РТА – ГАЛИТОЗ: ЕСЛИ ПРИЧИНЫ В ПОЛОСТИ РТА (ЧАСТЬ I)

НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ ИЗО РТА – ГАЛИТОЗ: ЕСЛИ ПРИЧИНЫ В ПОЛОСТИ РТА (ЧАСТЬ I)

Неприятный запах изо рта – деликатная проблема,...
Читать
34
20.04.21 г.
ПЕРСОНАЛЬНАЯ КОРРЕКЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ПРОЦЕССА СТАРЕНИЯ ОРГАНИЗМА

ПЕРСОНАЛЬНАЯ КОРРЕКЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ПРОЦЕССА СТАРЕНИЯ ОРГАНИЗМА

Лекция Джеммы Подрезовой на конференции Antiage...
Читать
110
20.04.21 г.
КАК ГАДЖЕТЫ ПОМОГАЮТ НАМ БЫТЬ ЗДОРОВЫМИ

КАК ГАДЖЕТЫ ПОМОГАЮТ НАМ БЫТЬ ЗДОРОВЫМИ

Шеф-редактор EverCare.ru — новые медицинские технологии,...
Читать
2
Сегодня
ТОП-8 САМЫХ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ДЕФИЦИТОВ ВИТАМИНОВ

ТОП-8 САМЫХ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ДЕФИЦИТОВ ВИТАМИНОВ

Лекция Джеммы Подрезовой на конференции Antiage...
Читать
200
20.04.21 г.
ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ

ОМЕГА-3 ПОМОЖЕТ СПРАВИТЬСЯ СО СТРЕССОМ

Ученые из Университета штата Огайо (США)...
Читать
7
Сегодня
Подписывайтесь на рассылку новых статей