Живая ткань из принтера

Cоздан метод трехмерной печати синтетических материалов, имеющих некоторые свойства живых тканей. Основу этих материалов составляют водяные капли диаметром в 50 микрон, заключенные в липидную пленку (липиды – жироподобные вещества, входящие в состав любых живых клеток) и имитирующие живую клетку.

3D-принтер одну за другой «выплевывает» эти капельки в масло, где они тут же покрывают себя липидной мембраной. Результаты работы опубликованы в журнале Science, ее провела группа исследователей, возглавляемая Хаганом Бейли из Оксфордского университета.

По словам Бейли, коммерческие принтеры на такие подвиги не способны, так что соответствующим образом программируемый 3D-принтер его группе пришлось разрабатывать самостоятельно.

С его помощью исследователи, в частности, научились выстраивать десятки тысяч таких «квазиклеток» в ряд длиной в несколько микрон. Им удалось также создать из этих водяных капелек четырехпалые микролепестки с памятью формы: разная соленость воды в разных капельках, по их утверждению, создает разницу в осмотических давлениях (осмотическим называется давление, производимое молекулами растворенного вещества на полупроницаемые стенки сосуда), и лепесток, будучи представлен самому себе, сгибается таким образом, что в результате становится полой сферой — структурой, которую ни один принтер воссоздать пока еще не в состоянии.

«Если нам удастся заставить такой лепесток совершать обратное действие, то есть разгибаться, то мы получим основу для искусственного мускула», — говорит Бейли.

«Заряжая» масло электропроводящими мембранными белками, они смогли создавать в квазиткани пути, проводящие электрический ток из одной заданной точки в другую, имитируя таким образом деятельность нейронов.

Самое главное, что эти капельки, отпечатанные в масле, оказываются связанными между собой, будучи лишенными масляного окружения. Каждая из этих капелек пока в пять раз крупнее обычной клетки, однако ученые не видят препятствий, запрещающих сделать эти капельки меньше, – по их словам, это вопрос времени и денег. Сегодня исследователи используют сети по 35 тысяч капелек, оперируя двумя их различными типами, но Бейли считает, что в принципе таких типов может быть намного больше, хоть 50, хоть 100.

Удивительным и благоприятным оказалось то обстоятельство, что отпечатанные таким образом квазиткани оказались очень стабильными — они не теряли своих свойств по нескольку недель и прекрасно чувствовали себя в воде.

Это означает, что их можно вводить в организм, и это открывает для них много потенциальных возможностей.

Например, утверждает Бейли, можно создавать лекарства непосредственно в теле, транспортируя в одну точку молекулы, необходимые для нужной химической реакции, — ведь многие лекарства невозможны из-за их высокой нестабильности, они не «выживут» ни в форме таблеток, ни в форме внутривенных инъекций. Основная же, долговременная, цель, по его словам, сводится к тому, чтобы с помощью подобных «квазитканей» поддерживать или вообще заменять отказавшие внутренние органы.

Правда, во всей этой бочке меда есть немножко и дегтя — выяснилось, что в принципе здесь возможен патентный скандал. На публикацию в Science тут же отреагировал некий доктор Джонас Мозес, который заявил, что ничего нового в работе группы Бейли нет, что десять лет назад подобное исследование было проведено Владимиром Мироновым из Медицинского университета штата Южная Каролина, о чем было сообщено в апрельском номере журнала Trends in Biotechnology за 2003-й год, а год спустя и сам Мозес вместе со своим коллегой запатентовал, по его словам, куда более продвинутый способ 3D-печати тканей, органов и костей.

Похоже, однако, что эта ложка дегтя все-таки из разряда «нано»: реакция научного сообщества на работу Миронова, и уж тем более — на патент Мозеса, неизвестна, и ожидать чего-то большего, чем обычные научные разбирательства, здесь не приходится.

Как бы там ни было, работа группы Бейли в любом случае достойна оценки, данной ей одним из коллег, назвавшим эту работу «небольшим кусочком Чаши Грааля», ведь главная цель, которую ставят перед собой практически все исследователи биологической 3D-печати, — создание полноценных искусственных органов.