3D-принтер с двумя роборуками связал живую ткань

Технология быстрого производства целых органов и тканей прямо в лаборатории пользуется большой популярностью у биоинженеров. Так называемая биопечать подразумевает создание при помощи 3D-принтеров различных живых тканей, которые затем можно будет имплантировать в тело пациента или же использовать образец для тестирования лекарственных препаратов.

В настоящее время наиболее распространённой методикой биопринтинга является наращивание ткани из одного типа клеток на каркас, который на финальном этапе производства растворяется и удаляется. Однако такой метод непригоден для печати трёхмерных аналогов хрящевой или мышечной ткани. Такие биологические структуры представляют собой мощные волокнистые ткани из одного типа клеток с отдельными вкраплениями клеток других типов.

Биоинженер Ибрагим Озболат (Ibrahim Ozbolat) и его команда из университета Айовы разработали новую комплексную технологию биопечати. Как уверяют авторы исследования в пресс-релизе, роборуки 3D-принтеров в скором времени научатся вязать человеческие почки подобно тому, как бабушки вяжут шерстяные шарфики.

Учёные снабдили 3D-принтер двумя роботизированными конечностями таким образом, чтобы машина могла одновременно наслаивать волокна и отдельные клетки. В одну из рук встроили сопло и использовали его для создания многослойной модели волокон из альгината натрия. Другая конечность заполняла пустоты между волокнами клетками другого типа. В результате инженеры создали 20-слойный кусок биологической ткани площадью 20 квадратных миллиметров, не использовав при этом никаких каркасов.

"Можно добавить и третью, и четвёртую роборуку, чтобы каждая конечность биопринтера вставляла новый тип клеток или тканей — кровеносные сосуды, соединительные элементы или что-то индивидуальное для каждого органа", — рассказывает Озболат.

Коллеги инженеров из Айовы, не принимавшие участия в данной работе, полагают, что данная методика биопечати при всех своих достоинствах может производить не слишком плотные биологические структуры. Тем не менее, "связанные" органы и ткани можно будет использовать для тестирования лекарств, но до производства настоящих органов для трансплантации пациентам ещё далеко.

Озболат и его коллеги отчитались о проделанной работе в статье, которая вышла в журнале Robotics and Computer Integrated Manufacturing.