Биомедицинские технологииКардиология

3D-печать приближает нас к искусственным кровеносным сосудам

Исследователи из Нидерландов объединили два разных метода 3D-печати для создания прототипов искусственных кровеносных сосудов. В ходе этого процесса были созданы трубки, которые можно покрыть живыми клетками, сохраняя при этом прочность, необходимую им для работы под давлением.

Поскольку сердечно-сосудистые заболевания являются причиной смерти номер один во всем мире, потребность в искусственных кровеносных сосудах для замены закупоренных и поврежденных частей системы кровообращения больше, чем когда-либо.

В то время как некоторые исследователи добились успеха в выращивании кровеносных сосудов в лаборатории, а другие в создании сосудов, встроенных в электронику, команда из Центра регенеративной медицины Утрехта (RMCU) в Нидерландах выбрала другой подход: 3D-печать. В частности, ученые стремились усилить одну многообещающую технику, называемую объемной биопечатью, с помощью другой.

Объемная биопечать использует свет, чтобы в основном вырезать структуры в гели, содержащие клетки. Она работает быстро, что позволяет клеткам оставаться жизнеспособными во время процесса, но производит вещества, которые являются непрочными из-за природы геля.

Поскольку кровеносные сосуды должны выдерживать значительные нагрузки, исследовательская группа обратилась к процессу, известному как электрозапись расплава. Это технология 3D-печати, позволяющая создавать сложные жесткие конструкции путем плавления крошечных нитей биоразлагаемого пластика.

Проблема, однако, в том, что живые клетки не могут быть частью процесса, потому что используемое тепло убьет их.

Имея в виду эту проблему, команда RMCU использовала электрозапись расплава, чтобы сначала создать трубчатые каркасы. После охлаждения каркасов исследователи нанесли гель, наполненный клетками, из объемного биопринтера и обнаружили, что их можно успешно имплантировать внутрь каркаса (или по обе стороны от него).

«Чтобы сделать это правильно, мы должны были поместить каркас точно в центр», — сказал первый автор исследования Габриэль Гросбахер. «Любое отклонение от центра будет означать, что объемный отпечаток будет смещен. Но нам удалось идеально центрировать его, напечатав каркас на оправке, которую мы прикрепили к флакону».

В конечном итоге ученые создали экспериментальный сосуд, состоящий из каркаса, двух слоев стволовых клеток и эпителиальных клеток, покрывающих внутреннюю поверхность трубки.

Ученые дополнительно изготовили более сложные сосуды с раздвоенной структурой, а также венозные клапаны, способные обеспечить ток крови только в одном направлении.

Исследователи говорят, что структура также может иметь крошечные отверстия по всей длине, которые будут имитировать проницаемость настоящих кровеносных сосудов.

«Это было доказательство принципиальности исследования», — сказал Грёссбахер. «Теперь нам нужно заменить стволовые клетки функциональными клетками, которые являются частью настоящего кровеносного сосуда. Это означает добавление мышечных клеток и фиброзной ткани вокруг эпителиальных клеток. Теперь наша цель — напечатать функциональный кровеносный сосуд».

Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.

+1
0
+1
0
+1
0
Источник
Advanced Materials
Back to top button