Ученые создают точные «бумажные» копии органов на 3D-принтере

До того, как апробировать новые лекарства на животных или людях, ученые изучают их на клетках, растущих в чашках Петри. Однако двумерный слой клеток –​ плохая замена более сложной трехмерной структуре тканей в органах. С помощью 3D-принтера исследователи смогли создать органы с искусственными кровеносными сосудами из бумаги.

В организме ткани со сходными функциями сгруппированы в органы, такие как мозг, сердце или желудок. Органы также имеют поддерживающие структуры: нервы, кровеносные сосуды и соединительные ткани. Трехмерная архитектура органа обеспечивает биологическую, структурную и механическую поддержку клеток, которая влияет на их рост и способна реагировать на внешние раздражители, например, лекарства. Ю Шрике Занг и его коллеги решили выяснить, можно ли использовать для 3D-печати бактериальную целлюлозу, чтобы создать опору для искусственных органов, которые затем можно было бы заполнить клетками. Целлюлоза, полисахарид, вырабатываемый растениями, водорослями и некоторыми бактериями, является недорогим материалом, используемым для изготовления бумаги.

Так, чтобы напечатать модель опухоли молочной железы, исследователи использовали чернила на вазелин-парафиновой основе, преобразовав их в гидрогель бактериальной целлюлозы. Для этого они высушили гидрогель, чтобы он стал пористым и похожим на бумагу. При нагревании чернила разжижались, и ученые могли легко удалять лишние детали так, чтобы оставались полые микроканалы. Затем они смочили бумажный «орган» и добавили в микроканалы эндотелиальные клетки (тип клеток, которые выстилают кровеносные сосуды), а к остальной части структуры добавили клетки рака молочной железы.

Специалисты утверждают, что высушенные бумажные органы могут храниться в течение длительного периода времени, а затем подвергаться регидратации для получения недорогих моделей тканей, которые могут быть полезны для скрининга лекарств и для персонализированной медицины.