Новые био-чернила для 3D-печати человеческих тканей и органов

Трехмерная печать человеческих тканей и органов требует использования биологических чернил, которые могут содержать живые клетки, необходимые для каждого уникального применения. Жизнеспособная конструкция требует создания внеклеточного матрикса, который будет обладать необходимыми механическими и биохимическими свойствами для того, чтобы стать основой ткани из нужных клеток.

Американские ученые из университета Ратгерса считают, что они уже скоро смогут печатать широкий спектр человеческих тканей и органов благодаря созданным ими био-чернилам, состав которых может быть точно подобран таким образом, что живые клетки, помещенные в структуры, напечатанные с их помощью, приживутся и размножатся так, как это необходимо.

Информация о разработке была опубликована в журнале Biointerphases.

Для создания уникальных биосовместимых гелей ученые использовали биомолекулу - гиалуроновую кислоту - и полиэтиленовый гликоль.

Старший автор исследования Дэвид И. Шрайбер отмечает, что

Вместо чернил для струйного принтера мы хотим использовать смесь, которая обладала бы свойствами, которые подходят для конкретных клеток, чтобы размножаться, дифференцироваться и переделывать матрицу в соответствующую ткань. Мы изменяем жесткость геля и формируем внеклеточный матрикс таким образом, чтобы клетки могут закрепиться и "прижиться". Мы надеемся, что принтеры, использующие новые био-чернила, будут работать с картриджами из двух химикатов, а также живыми клетками и лигандами*, с которыми связываются клетки, чтобы создавать ткани и органы, которые функционируют как оригиналы, которые они имитируют, или даже медицинские приборы.

"Как жесткость геля, которую мы можем менять, так и переплетения опорной матрицы для клеток дают важные сигналы клеткам, - сказала Мэдисон Д. Годески, другой автор исследования. - Что особенно отличает нашу работу от предыдущих исследований, так это возможность независимого контроля жесткости и лигандов с помощью комбинаций чернил".

* Лиганд — это химическое соединение (часто, но не всегда, малая молекула), которое образует комплекс с той или иной биомолекулой (чаще всего белком, например клеточным рецептором, но иногда, например, с ДНК) и производит, вследствие такого связывания, те или иные биохимические, физиологические или фармакологические эффекты.