Более 100 000 человек в Соединенных Штатах в настоящее время нуждаются в трансплантации органов. Спрос на органы, такие как сердце, почки и печень, намного превышает доступное предложение, и люди иногда ждут годы, чтобы получить донорский орган. Ежегодно во время ожидания умирают около 6000 американцев.
Тканевая инженерия для создания выращенных в лаборатории органов и тканей направлена на устранение разрыва между доступностью органов и спросом на трансплантаты. Но одной из больших проблем в тканевой инженерии является создание сетей кровеносных сосудов в искусственных органах, которые работают как естественные: от крошечных капилляров до более крупных артерий. Традиционная конструкция искусственных кровеносных сосудов часто не имитирует естественную конструкцию, необходимую для правильного функционирования в организме.
Однако новые исследования показывают возможность использования 3D-печати льда для создания структур, напоминающих кровеносные сосуды в организме. Феймо Янг, аспирант лаборатории Филипа Ледюка и Бурака Оздоганлара в Университете Карнеги-Меллон, представит свои исследования на 68-м ежегодном собрании Биофизического общества, которое состоится 10–14 февраля 2024 года в Филадельфии, штат Пенсильвания.
3D-печать льда обычно предполагает нанесение струи воды на очень холодную поверхность.
Что отличает наш метод от других видов 3D-печати, так это то, что вместо того, чтобы позволить воде полностью замерзнуть во время печати, мы позволяем ей сохранять жидкую фазу сверху. Этот непрерывный процесс, который мы называем произвольной формой, помогает нам получить очень гладкую структуру. У нас нет эффекта наслоения, типичного для многих видов 3D-печати».
Феймо Янг, аспирант Университета Карнеги-Меллона
Они также использовали тяжелую воду — форму воды, в которой атомы водорода заменены дейтерием, что придает воде более высокую температуру замерзания и помогает создать гладкую структуру.
Эти напечатанные на 3D-принтере ледяные шаблоны затем внедряются в желатиновый материал GelMA. Под воздействием ультрафиолета желатин затвердевает, а лед тает, оставляя после себя реалистичные каналы кровеносных сосудов.
Исследователи успешно продемонстрировали, что они могут вводить эндотелиальные клетки, подобные клеткам кровеносных сосудов, в искусственные кровеносные сосуды. Клетки выживали на желатине до двух недель. (В будущем они намерены культивировать эти клетки в течение более длительного периода времени.)
Помимо потенциального использования для трансплантации органов, Ян отмечает, что 3D-печать кровеносных сосудов можно использовать для тестирования воздействия лекарств на кровеносные сосуды. Их также можно покрыть собственными клетками пациента, чтобы увидеть, как клетки реагируют на лекарственное лечение, прежде чем давать его пациенту.
Этот инновационный подход может стать значительным шагом вперед в создании сложных, реалистичных сетей кровеносных сосудов для использования в тканевой инженерии.
2024-02-12 14:52:00
1707749849
#Использование #3Dпечати #льда #для #создания #структур #напоминающих #кровеносные #сосуды