3D-принтер позволит восстановить поврежденное сердце

3D-печать находит широкое применение не только в промышленности, но и в других отраслях. Например, в медицине. Неоднократно предпринимались попытки печати целых органов. Но если до полноценного использования напечатанных органов еще далеко, то их части можно будет изготавливать уже в самое ближайшее время. Исследователь из Университета Саскачевана (Канада) Мохаммед Изадифар разработал и уже протестировал технику восстановления сердца при помощи технологий 3D-печати.

Ученый уже провел серию экспериментов на мышах и сумел доказать, что трехмерная печать дает возможность создавать своего рода «заплатки» для сердца, восстанавливая орган после повреждений. После имплантации «заплатка» начинает разрастаться и закрывать дефект сердечной мышцы. Стоит отметить, что в ходе экспериментов на грызунах Мохаммед столкнулся с очень неприятной проблемой: сердце мыши имеет крайне малые размеры, а область повреждения в таком случае практически не видна. Для успешного наблюдения исследователь модифицировал метод рентгеновской визуализации, разработанный в исследовательском центре Canadian Light Source (CLS). Это метод позволяет наблюдать за нитями кардиомиоцитов, расстояние между которыми равняется 400 микронам.

Для экспериментов доктор выбрал натуральный гидрогель на основе водорослей, который является полностью биосовместимым с человеческим телом материалом. И при его имплантации не возникает реакции отторжения трансплантата. Кроме того, этот гидрогель является биоразлагаемым, и после замещения области заплатки новыми клетками он «рассасывается». По признанию ученого,

«Проблема реабилитации пациентов, перенесших инфаркт миокарда, заключается в том, что сердце не может восстановить себя самостоятельно после повреждения. Моя цель — взять стволовые клетки пациента, а затем получить из них клетки сердечной мышцы».

Клетки человека помещаются в среду гидрогеля, а затем уже пересаживаются пациенту. Со временем ткани сердечной мышцы начинают растворять гелевую заплатку, а клетки сердца разрастаются и замещают дефект. Позже новая ткань начинает прорастать кровеносными сосудами. Именно для «встраивания» клеток сердца и требуется прибегать к технологиям 3D-печати. Это самый сложный этап в создании заплаток. Как подчеркнул автор метода,

«В своих исследованиях я использую стволовые клетки сердечной ткани. Используя различные трехмерные шаблоны в ходе печати есть возможность изменять прочность, подвижность и структуру ячеек «заплатки» из гидрогеля. А благодаря методу рентгеновской визуализации, можно полностью контролировать процесс заживления».