Ученые сделали прорыв в регенеративной медицине

Биопечать in situ, которая включает в себя 3D-печать биосовместимых структур и тканей непосредственно внутри тела, за последние несколько лет неуклонно развивается. В недавнем исследовании группа ученых разработала портативный биопринтер, который устраняет ключевые ограничения предыдущих разработок, то есть возможность печатать несколько материалов и контролировать физико-химические свойства печатных тканей. Это устройство проложит путь к широкому спектру применений в регенеративной медицине, разработке и тестировании лекарств, а также изготовлении индивидуальных ортопедических и протезных стелек.

Появление регенеративной медицины привело к существенному улучшению жизни пациентов во всем мире за счет замены, восстановления или регенерации поврежденных тканей и органов. Это многообещающее решение таких проблем, как нехватка донорских органов или риски, связанные с трансплантацией. Одним из основных достижений регенеративной медицины является биопечать на месте, расширение технологии 3D-печати, которое используется для прямого синтеза тканей и органов в организме человека. Он показывает большой потенциал в облегчении восстановления и регенерации дефектных тканей и органов.

Хотя в этой области достигнут значительный прогресс, используемые в настоящее время технологии биопечати in situ не лишены ограничений. Например, некоторые устройства совместимы только с определенными типами биочернил, в то время как другие могут создавать только небольшие участки ткани за раз. Кроме того, их конструкции обычно сложны, что делает их недоступными и ограничивает их применение.

В революционном исследовании, опубликованном в Biofabrication, исследовательская группа, включающая Эрика Пагана и доцента Мохсена Акбари из Университета Виктории в Канаде, разработала портативный биопринтер in situ с удобной модульной конструкцией, который позволяет печатать сложные биосовместимые структуры.

Ключевой особенностью портативного устройства является наличие нескольких картриджей с биочернилами, каждый из которых управляется независимо пневматической системой. Благодаря этому оператор устройства имеет полный контроль над печатной смесью, что упрощает разработку структур с требуемыми свойствами. Кроме того, устройство имеет модуль охлаждения и модуль фотоотверждения со светодиодами, которые обеспечивают дополнительный контроль.

Биопечать in situ подходит для восстановления больших дефектов, вызванных травмой, хирургическим вмешательством или раком, для чего требуются крупномасштабные тканевые конструкции. В долгосрочной перспективе эта технология может устранить потребность в донорах органов, а также снизить риски, связанные с трансплантацией, что позволяет пациентам наслаждаться более продолжительной и здоровой жизнью.

Еще одним заметным потенциальным применением этого устройства является производство систем доставки лекарств. Оператор может построить каркасы или структуры, которые высвобождают точное количество лекарств, а также клеток в определенных местах тела. Это сделает лекарства более эффективными, сведет к минимуму связанные с ними побочные эффекты и повысит их безопасность. Технология может также ускорить открытие новых лекарств, позволяя ученым разрабатывать более точные модели тестирования на наркотики.

Более того, у него есть потенциал для разработки индивидуальных протезов и ортопедических имплантатов. Благодаря своей портативности этот биопринтер может помочь врачам подобрать анатомию тканей пациента с большей точностью и удобством, тем самым повысив функциональность и эстетику биопечатной конструкции.

Результаты этого исследования могут принести значительную пользу ученым и врачам, занимающимся расширением возможностей регенеративной медицины, и сделать возможными совместные исследования, которые могут ускорить дальнейшее развитие этой технологии.