Профессор Габор Форгакс из университета Миссури, один из ведущих учёных проекта Organ Printing, вместе с коллегами совершил важный шаг на пути к массовой печати человеческих органов. Трёхмерный биопринтер, используемый Форгаксом, построен компанией nScrypt, которая специализируется на создании аппаратов для трёхмерной печати различными составами с микронной точностью позиционирования и объёмом отдельных капель в считанные пиколитры.
Напомним, первые опыты по печати тканей живыми клетками вместо чернил учёные начали проводить несколько лет назад. В конце концов удалось на практике показать, что трёхмерная печать тканей «живыми чернилами» возможна. Далее некоторые исследователи усовершенствовали технологию, придумав способ «цветной» печати сложных тканей, с применением в качестве ингредиентов «красок» различных типов клеток и разных факторов роста.
Форгакс и его коллеги провели серию опытов с трёхмерной печатью живых тканей особыми «чернилами». Они представляли собой микросферы, содержащие от 10 до 40 тысяч клеток. Попав на специальную подложку, содержащую, в частности, коллаген, сферы лопались, выпуская клетки. Постепенно те начинали размножаться и соединяться в тканевую структуру. По мере того как клетки соединялись, учёные контролировали этот процесс и как только получали ткань желаемой формы, удаляли биоподложку, останавливая развитие на нужном месте.
Более того, учёные выяснили ряд любопытных и важных деталей относительно процесса печати живой ткани.
Во-первых, они установили, что даже печать смешанным составом клеток позволяет построить нужный орган, поскольку клетки разного типа сами перемещаются на нужное место. Этот процесс аналогичен естественной сортировке, идущей во время развития органа, считают исследователи.
Например, стенки артерии состоят из клеток эндотелия, гладких мышц и фибробластов. Если из их смеси напечатать стенку, каждая клетка постепенно мигрирует к точке своей работы. Так что природа оказалась очень предусмотрительной.
Во-вторых, учёные выяснили, что группа клеток может организоваться и приступить к правильной работе самостоятельно. Так, экспериментаторы печатали сердечную ткань теми же биочернилами, содержащими клетки сердца курицы. Сначала эти клетки сокращались хаотично, но по мере того как «капли» краски объединялись, они начинали синхронизироваться, и далее весь лист из сердечных клеток начинал уже биться согласованно.
В-третьих, авторы опытов установили, что сам процесс печати не наносит ущерба функциональным свойствам получаемой ткани, а значит, её вполне можно применять для трансплантации.
Кроме того, новая технология (коммерциализацией которой займётся компания Organovo), может пригодиться в фармацевтике. Авторы новой системы печати полагают, что она поможет ускорить и удешевить испытания лекарств. Вместо опытов на животных, результаты которых не вполне корректно переносить на человека, можно будет в огромных количествах печатать кусочки человеческих тканей и проверять действие препаратов на них.