Изобретатели придумали, как одновременно восстанавливать кости и кожу с помощью биопечати

Об этом сообщает Depo.ua со ссылкой на статью журнала Advanced Functional Materials.

Отмечается, что для этого ученые применили различные типы биочорнил. При этом они подаются двумя типами биопечати— экструзионным и струйным.

По словам специалистов, травмы кожи на лице и костной ткани черепа вместе сложнее лечить из-за того, что в этих местах наслаиваются друг на друга различные типы тканей.

Для восстановления тканей так, чтобы все выглядело эстетично удовлетворительно — очень непросто. Итак, ученые предположили, что здесь может пригодиться технология трехмерной биопечати.

Поскольку ткани, которые необходимо восстановить, имеют различную структуру, биопечать должна осуществляться чернилами различной консистенции. Поэтому ученые испытали возможность применения двух различных типов печати

• методом экструзии (подает материал из сопла под давлением)

• струйным методом (чернила подаются в виде крошечных капель).

Так, экструзионнуюя биопечать ученые использовали для восстановления плотной костной ткани. Для этого они создали биочорнила на основе коллагена, хитозана, наногидроксиапатита и других соединений, к которым добавили мезенхимальные стволовые клетки.

Последние в норме содержатся в костном мозге и участвуют в образовании кости, хряща и жира костного мозга.

Струйную же печать применили для образования тонких слоев мягких тканей с помощью чернил с содержанием коллагена, фибриногена и соединений, которые улучшают рост тканей.

Фото: Ozbolat laboratory/Penn State

После сканирования объекта ученые, с помощью различных биочорнил, создали наконец послойную структуру из костной ткани, защитного барьера, дермы и эпидермиса.

Кроме того, ученые проверили действенность печати каждой ткани отдельно на моделях органов, чтотакже дало положительные результаты.

После этого, исследователи приступили к тестированию восстановления костной ткани и кожи одновременно на живых крысах.

Сначала они просканировали место поражения, чтобы определить геометрию дефекта. После этого напечатали в рану слой будущей костной ткани, на которую поместили барьерный слой, который имитирует надкостницу — соединительную ткань, пронизанную кровеносными сосудами, которая окружает кость. Он гарантировал, что клетки не будут мигрировать с мягких тканей к кости. Сверху на него напечатали слои дермы и эпидермиса.

Уточняется, что на весь процесс печати тканей ушло меньше пяти минут.

Результаты такого эксперимента показали, что в течение четырех недель после печати животных на 100% зажили мягкие ткани.

В то же время кость восстановилась на 80% в течение шести недель (когда ее печатали самостоятельно) и на 50% (когда ее печатали вместе с печатью мягких тканей).

Сообщается также, что в последующих работах исследователи сосредоточатся на добавлении к чернилам соединений, которые способствуют образованию кровеносных сосудов. Это позволит улучшить заживление и восстановление кости.

Напомним, в Сингапуре разработали новый метод 3D-печати человеческой кожи.

Сообщалось также, что швейцарские ученые печатают органы человека за считанные секунды.

Справка: Биопечать можно определить как автоматизированное изготовление клеток и тканей для создания органов. Она производит трехмерные тканевые структуры, печатая клетки и биоматериалы один слой над другим.

Впервые о возможности 3D-биопечати заговорили в США. Еще в 2003 году был подан патент на эту технологию, однако реализовать ее смогли лишь через 3 года.

Сейчас технология биопечати находится на стадии разработок под контролем экспертов. Большое количество ученых со всего мира работают над созданием многофункциональных биопринтеров, которые могли бы печатать работоспособные органы, такие как сердце, почки и печень.

Привлекает биопечать и инвесторов, которые готовы сделать миллиардные вложения в успешный проект.