Новые биочернила помогут напечатать органы внутри тела человека

Учёные из США создали первые биочернила, с помощью которых печатать органы можно будет прямо внутри тела человека.

Сразу отметим, что ранее Вести.Ru писали о самых разных "биологически совместимых" чернилах, которые позволяли бы напечатать орган при помощи специального 3D-биопринтера. Обычно биочернила представляют собой некую несущую жидкость с живыми клетками и факторами роста. Последние вещества помогают клеткам освоиться в будущем каркасе органа, начать размножаться и выстраиваться в нужные структуры.

Чаще всего несущая жидкость отверждается каким-либо излучением (обычно ультрафиолетом) слой за слоем, а каркас органа со временем удаляется. Однако внутри тела живого существа УФ-лучами орудовать не получится, это опасно для клеток и тканей.

Есть и другая проблема: получающиеся объёмные органы можно будет внедрить в организм только в ходе хирургического вмешательства, а для этого нужно будет сделать большие разрезы на теле пациента. Между тем многие операции сегодня делают через небольшие проколы на коже, что снижает как риск заражения, так и время восстановления пациента. Было бы здорово иметь возможность также "незаметно" внедрить новый орган на место старого.

Важный шаг к реализации такого сценария сделали исследователи сразу из нескольких институтов США. Специалисты из таких областей как химическая инженерия и 3D-печать создали первые биочернила, которые позволят создавать основу любого органа внутри тела человека.

Пока, впрочем, учёные продемонстрировали лишь возможность "залатать" какой-либо орган. Через прокол внутрь тела в организм внедряется роботизированное сопло, которое может двигаться и создавать из биочернил сетку, похожую на заплатку.

В ходе экспериментов сопло сначала протыкало один край латаемого органа и выпускало одну большую каплю биочернил (создавая своего рода первый якорь), затем вытягивало волокно, идущее к другому краю, там снова выпускалась капля (второй якорь), а затем новая "нитка" отправлялась в сторону первого "берега". Сегодня мало кто знаком с процессом заштопывания дыр, но именно так поступали наши бабушки и дедушки, если хотели залатать дырку в одежде, колготах или носке.

Изображение трёхмерной сетки, имплантированной в мягкие ткани живого организма.
Иллюстрация Terasaki Institute.

Что важно, такую печать новыми биочернилами можно проводить при температуре тела человека (37 DEGC). Кроме того, жидкость затвердевает под воздействием обычного (видимого) света.

Учёные опробовали свой метод и показали, что в биочернилах на протяжении 21 дня выживает 71-77% клеток. Также получаемая сетка демонстрирует необходимые механические свойства.

В будущем такую сетку можно будет использовать, например, как каркас будущего органа. В более близкой перспективе использование биочернил для закрытия отверстий в органах, например, таким образом можно было бы "заштопать" стенку разорвавшегося сосуда или починить протрузию межпозвонкового диска. Кроме того, из новых биочернил можно создать сетку, которая бы остановила развитие грыж в теле человека.

Статья с подробным описанием разработки вышла в научном журнале Biofabrication.