Нехватка органов для трансплантации остается серьезной проблемой: спрос намного превышает предложение. В Соединенных Штатах в списках на пересадку органов числится более 100 000 человек, и некоторым из них придется ждать годами, если они переживут ожидание. Столкнувшись с этой нехваткой и рисками, связанными с отторжением трансплантата, регенеративная медицина изучает инновационные решения. В частности, ученые стремятся создавать индивидуальные органы, полученные из собственных клеток пациента, чтобы быстрее и эффективнее реагировать на потребности.
Исследователи из Стэнфордского университета недавно достигли ключевого рубежа. Они разработали передовую технологию, позволяющую проектировать кровеносные сосуды и печатать их на 3D-принтере с большой точностью и скоростью. Этот прорыв решает одну из основных проблем в создании персонализированных органов из клеток пациента.
Сложные кровеносные сосуды, воссозданные с помощью 3D-печати
Чтобы орган функционировал, кровь должна циркулировать из крупных артерий в мелкие сосуды, где она питает клетки. Чтобы выжить, клетки должны находиться очень близко к капиллярам — иногда на расстоянии меньше толщины волоса, особенно в таких органах, как сердце. В одном кубическом миллиметре сердечной ткани может быть более 2500 капилляров, все из которых соединены друг с другом перед тем, как покинуть орган. Поскольку каждый орган имеет уникальную форму, создание подходящей сети сосудов — сложный и медленный процесс. До сих пор исследователи часто использовали простые стандартные сосудистые модели, эффективные для небольших тканей, но непригодные для более крупных и разнообразных органов.
Команда Стэнфорда разработала метод создания сложных 3D-сетей кровеносных сосудов, обнаруженных в органах. Их система точно воспроизводит естественную структуру этих сосудов и делает это гораздо быстрее, чем когда-либо прежде. Она также может преобразовывать эти модели в инструкции, которые могут использоваться непосредственно 3D-принтером. Команда разработала алгоритм, способный создавать сети кровеносных сосудов, очень близкие к сетям реальных органов. Интегрированный в их программное обеспечение SimVascular с открытым исходным кодом, он использует симуляции для обеспечения надлежащего кровотока, предотвращает пересечение сосудов и образует замкнутый контур с одним входом и выходом, при этом значительно ускоряя процесс создания.
«Потребовалось около пяти часов, чтобы создать компьютерную модель дерева для васкуляризации человеческого сердца. Мы смогли достичь плотности, при которой любая клетка в модели находилась бы на расстоянии около 100–150 микрон от ближайшего кровеносного сосуда, что довольно хорошо», — объясняет Закари Секстон, научный сотрудник и соавтор первого исследования. Модель включала около миллиона сосудов. «Эта задача ранее не выполнялась, и, вероятно, заняла бы месяцы с предыдущими алгоритмами». Хотя 3D-принтеры пока не могут производить очень тонкие сети, исследователям удалось напечатать модель с 500 ветвями. Они также протестировали более простую версию с использованием клеток почек человека. Используя биопринтер, они пропустили питательную жидкость через 25 небольших сосудов, поддерживая жизнь многих клеток, расположенных близко к сети.
На пути к функциональным кровеносным сосудам
Исследователи отмечают, что созданные структуры пока не являются настоящими кровеносными сосудами. Это просто 3D-печатные каналы без специфических клеток, которые обычно составляют стенки сосудов. «Это первый шаг к созданию действительно сложных сосудистых сетей», — объясняет Доминик Рютше, постдокторант и соавтор статьи.
«Мы можем печатать их с невиданной ранее сложностью, но они пока не являются полностью физиологическими сосудами. Мы работаем над этим». Сейчас команда работает над тем, чтобы сделать эти сети полностью функциональными. Они также ищут способы стимулировать естественное формирование тончайших сосудов, одновременно повышая скорость и точность биопринтеров.
По вопросам 3d печати, 3d сканированию в Краснодаре писать сюда:
телеграм — https://t.me/fidller
почта — shope@fidller.com
все о кино тут — https://news.fidller.com
наш магазин — https://fidller.com
мы в телеграм — https://t.me/fidller_com
группа 3д печати — https://vk.com/3d_krd_123
https://t.me/pechat3dkrd
https://rutube.ru/channel/23475108/

Александр

Latest posts by Александр (see all)
- Йозеф Пруша объявляет настольную 3D-печать с открытым оборудованием «мертвой» - 11.07.2025
- Elegoo запускает приложение для удаленного управления 3D-принтерами, начиная с Resin Systems - 09.07.2025
- Китайский микротурбореактивный двигатель, напечатанный на 3D-принтере, совершил первый полет - 08.07.2025
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.