Технология 3D печати способна «вылечить» больное сердце

21 марта 2014, 14:45

Когда у человека возникают проблемы с работой сердца, например, в результате сердечного приступа, вылечить их непросто. Однако, гарвардским ученым, возможно, удалось отыскать способ восстановления этого жизненно важного органа. Они создали слой из клеток сердца, которые способны точно имитировать естественную функцию сердечной мышцы.

В четверг ученые представили свои последние разработки на 247-ом Национальном конгрессе и выставке Американского общества химиков (АОХ), крупнейшего в мире научного общества. Исследование проводили Али Хадемхоссейни и Назим Аннаби из Гарвардского Медицинского Института совместно с учеными из Сиднейского университета в Австралии во главе Энтони Вайса.

В данный момент наилучшим вариантом для лечения пациентов с обширными повреждениями сердца является трансплантация органа. Однако, количество людей, находящихся в списке ожидания на трансплантации, значительно превышает количество доноров. Даже в случае получения органа, остается высокий риск осложнений.

Идеальным решением могло бы стать восстановление тканей, которые со временем начинают разрушаться, когда артерии закупорены, а в отдельных участках сердца возникает кислородное голодание. В течении многих лет ученые пытались отыскать альтернативный способ лечения.

В ходе предыдущего исследования ученые работали с природными белками, которые формируют желатино-подобные материалы под названием гидрогели, способные имитировать механические и биологические свойства сердца. Однако оставался один фактор, отличающий искусственные ткани от человеческих. Подобно желатину, ранние версии гидрогелей распадались, поскольку не были достаточно эластичными.

Эластичность сердечной ткани играет ключевую роль в правильной функции сердечных мышц, в частности речь идет о сократительной активности во время ударов. Исследователи разработали новое семейство гелей, использовав эластичный человеческий протеиновый эпителий, который называется тропоэластин. Они воздействовали на тропоэластин ультрафиолетовым светом, что превратило его в более устойчивое и сильное вещество.

Картинки слева демонстрируют, как образуется MeTro гель в результате воздействия ультрафиолетового света на гель. Справа вверху: удлинение и расположение сердечных клеток на поверхности MeTro гидрогелей. Справа внизу: MeTro гидрогели были окрашены, показать расстановку клеток сердца на 8-й день культуры. Зеленый и красный цвета указывают важнейшие протеины в клетках сердца, а голубой - ядра клеток.

Однако процесс создания ткани заключается не только в разработки специальных материалов. Создание правильных гидрогелей – это только первый этап. Они служат своего рода основой ткани, как рассказывает Хадемхоссейни.

Чтобы клетки образовывали правильные структуры, ученые используют технологии 3D печати и микроинженерии, чтобы создать в гидрогелях схему. Благодаря этим схемам клетки растут должным образом. В результате удалось создать образцы клеток сердечной мышцы. В будущем эти микроструктурированные эластичные гидрогели могут быть использованы для замены поврежденных участков сердца.

Сейчас ученые переходят к испытаниям на крупных животных. Также они используют эти эластичные гидрогели для регенерации других типов ткани, например, кровеносных сосудов, мышц, сердечных клапанов и васкуляризованной кожи.


Представляем Kayan: эксклюзивный 3D печатный абажур для Plumen

United Nude представляет коллекцию 3D печатной обуви от Захи Хадид и Бена ван Беркеля

Алексис Уолш представляет новую модную коллекцию LYSIS Collection, созданную с помощью 3D печати