3D-печатное ухо: последние достижения

3D-биопечать обычно работает так же, как и другие формы 3D-печати, с одним из самых больших отличий в том, что в качестве материала используется живая ткань. Так называемые биоинки состоят из культур живых клеток, таких как стволовые клетки, которые могут быть напечатаны на 3D-принтере или биосовместимым материалом, который могут заселять клетки.

Часто биоинки используются при создании каркаса, который позволяет клеткам расти и формировать орган вокруг него. Одним из таких примеров является 3D-печатная поджелудочная железа, созданная исследователями в Польше. Исследования показали, что даже яблоки можно использовать в качестве каркасов для культивирования тканей, хотя механическая информация может регулировать и контролировать поведение клеток при прочих равных условиях.

Это открывает возможность того, что 3D-печатные органы когда-нибудь будут разработаны таким образом, чтобы механически влиять на то, как именно растут и ведут себя биоинки (или имплантированные стволовые клетки). Хотя технология еще очень молода, она быстро развивается и обладает огромным потенциалом для изменения мира.

Исследователи в Китае в Государственной ключевой лаборатории биотерапии и Онкологическом центре успешно напечатали 3D-структуры в живой ткани. Это означает, что они могут печатать органы без необходимости их хирургической имплантации или выполнения других инвазивных процедур.

Процесс начинается с введения биоинк в живую ткань. Поскольку ближний инфракрасный свет может проникать в эти ткани, чернила изготавливаются из мономеров, таких как метакрилоил желатина, которые отверждаются слой за слоем (очень похоже на обычную 3D-печать DLP). Это возможно благодаря наночастицам, предназначенным для преобразования ближнего инфракрасного света в ультрафиолетовый, что позволяет биоинку отверждаться без ультрафиолетового света, который сам по себе не может проникать в ткани достаточно глубоко.

Эта технология, меняющая правила игры, может однажды позволить нам выращивать или восстанавливать органы без необходимости каких-либо инвазивных операций или связанных с ними рисков для здоровья!

3D Alek-это 3D-принтер, разработанный специально для восстановления ушных хрящей у людей, страдающих микротией. Доктор Паял Мукерджи из Сиднейской королевской больницы принца Альфреда возглавляет исследовательскую работу с Центром передового опыта в области электроматериалов ARC в Университете Вуллонгонга.

Они сделали 3D Alek, чтобы использовать систему из трех экструдеров и трех биоинков, включая метакролоил желатина. Поскольку реконструктивная хирургия для пациентов с микротией обычно включает в себя несколько этапов и может иметь осложнения, 3D Alek может значительно улучшить результаты.

Существующие варианты хирургического вмешательства включают хрящ, взятый из грудной клетки пациента, — инвазивный и неприятный процесс. Но теперь исследователи могут выращивать хрящ на каркасе, изготовленном с помощью 3D Alek, засевая каркас стволовыми клетками или специфичными для пациента клетками хряща.

Команде доктора Энтони Аталы из Баптистского медицинского центра Уэйк Форест удалось напечатать 3D-каркасы, которые можно было имплантировать мышам, позволяя клеткам заселять их и выращивать заменяющее ухо. До этого прогресса только структуры порядка 200 микрон могли пережить этот процесс. Они также говорят, что даже без дальнейшего развития эта техника может быть использована для стабилизации органов и живых тканей, которые могут быть имплантированы хирургическим путем.

Это возможно во многом благодаря конструкции микроканалов в каркасах, которые позволяют питательным веществам и кислороду поддерживать клетки живыми достаточно долго, чтобы образовались кровеносные сосуды. Поскольку ткань имеет свою собственную систему кровеносных сосудов и начинает расти, каркас предназначен для растворения, оставляя на своем месте совершенно новое ухо.

Ученые из Университета SRM в Ченнаи, Индия, также вырастили ухо на 3D-печатном каркасе. Взяв образец хряща у кролика и культивируя клетки хряща в лаборатории, они смогли имплантировать эти клетки в 3D-печатный каркас. Наконец, эшафот был имплантирован в кролика. Имплантированные клетки выжили и выросли у кролика, а каркас растворился, что говорит о том, что эта процедура жизнеспособна.

Команда работала над своим проектом в течение двух лет, но, кроме пресс-релиза, они не раскрывали конкретных чертежей или других деталей. Проекту было дано разрешение на проведение экспериментов еще на 18 кроликах, но на сегодняшний день никаких дополнительных результатов или подробностей опубликовано не было.

Если кости в вашем среднем ухе повреждены в результате несчастного случая, их фиксация обычно включает операцию с высокой частотой отказов, а также стальные и керамические имплантаты. Профессор Машуду Тшифуларо и команда из Академической больницы Стива Бико Университета Претории были первыми, кто завершил трансплантацию среднего уха. Они использовали 3D-печать костей среднего уха с помощью Bunnycorp, южноафриканской компании по производству добавок.

Поскольку кости среднего уха являются одними из самых маленьких костей в человеческом теле, точность, которую вы получаете с помощью 3D-печати, была огромным преимуществом при создании этих заменяющих протезов. Ранее высокая частота отказов от 25% до 95% для этого типа процедур в значительной степени устраняется с помощью 3D-печатного протеза с помощью компьютерной томографии, которая точно моделируется для пациента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *