Печатать "живые" кровеносные сосуды, готовые для имплантации

Исследователи из Южной Кореи и Гонконга разработали метод создания биомиметических* кровеносных сосудов путем непосредственной 3D-печати с использованием сосудистых клеток и био-чернил, содержащих компоненты коллагена и внеклеточного матрикса сосудистой ткани. В результате создаются близкие к естественным кровеносным сосудам конструкции, что позволяет предположить, что такие методы могут стать основой для изготовления персонализированных сосудистых трансплантатов для лечения различных сердечно-сосудистых заболеваний.

Информация об исследовании была опубликована в журнале Applied Physics Reviews.

Сосудистые трансплантаты обычно представляют собой здоровый кровеносный сосуд, который удален из одного места и имплантирован в другое место. Однако подходящие сосуды не всегда имеются в наличии, и даже если они имеются, такой подход требует использования инвазивной процедуры.

Для решения этой проблемы исследователи сегодня пытаются разработать искусственные кровеносные сосуды, которые можно было бы непосредственно имплантировать нуждающимся в них пациентам. Однако до сих пор разработка сосудов, близких к их естественным аналогам, была сложной задачей. Есть продукты, используемые в клинической практике, которые состоят из полимеров, но они не содержат живые клетки и не обладают сосудистыми функциями. И корейские исследователи решили создать более точную имитацию естественных кровеносных сосудов с помощью 3D-печати сосудистых клеток, включая клетки аорты человека и эндотелиальные клетки пуповины, с помощью био-чернил, содержащих компоненты внеклеточного матрикса, которые характерны для сосудистых тканей. Отпечатанные биоматериалы продемонстрировали повышенную прочность и антитромботические свойства по сравнению с предыдущими материалами, используемыми для изготовления искусственных кровеносных сосудов.

Исследователи печатали искусственные сосуды, а затем культивировали их в лаборатории для точной настройки их свойств, таких как прочность, толщина стенок и выравнивание клеток. Новые "сосуды" проверялись как имплантаты брюшной аорты у крыс, и при этом оказалось, что собственные фибробласты крыс естественным образом формировали соединительную ткань над сосудами, что выглядело как попытка организма интегрировать имплантаты в окружающие ткани.

* Биомиметические материалы — искусственные материалы, имитирующие свойства биоматериалов или созданные на основе принципов, реализованных в живой природе.