Печень 3 д

Японцы создали ткани печени с помощью 3D принтера

3d принтер Hawaii

Ученые из Университета Кюсю в Японии напечатали биотрансплантационную ткань печени на 3D принтере и пересадили ее в организм крысы, сообщает журнал Nature. Медики уверены, что в скором времени они начнут создавать таким способом органы для человека.

Как ученые вырастили клетки?

Новые клетки биологи выращивали методом in vivo, то есть внутри живого организма. Это гарантия того, что новая пересаженная ткань не будет вызывать аллергических реакций, и организм довольно быстро восстановится после операции. Кстати, уже через неделю после опыта была обнародована информация о том, что печень успешно прижилась, и крыса чувствует себя нормально.

Схема стратегии трансплантации ткани. Масштабируемая печеночная ткань была построена с использованием 3D-биопринта и была трансплантирована на зараженную паренхиму печени.Источник: nature.com

«Мы провели уникальный эксперимент и искусственно создали «масштабируемую» ткань, соединив между собой сотни печеночно-почечных сфероидов с помощью 3D принтера, —говорится в статье. — Система для ее фиксации с помощью игольчатых массивов позволила обеспечить полноценную циркуляцию крови и кислорода по органу, то есть избежать печеночной недостаточности (ишемии)».

Как работает биопринтер?

Суть технологии состоит в том, что насадка 3D биопринтера используется как своего рода шампур и насаживает сфероиды на игольчатую поверхность. Многократно повторяя этот процесс, аппарат эффективно выстраивает структуру нового органа. Как только печень «собрана», клетки сливаются между собой, и ткань органа может быть снята с иголок. Через несколько дней небольшие дырочки зарастают, печень становится плотной и целостной, и ее можно пересаживать.

У этого метода есть два основных достоинства: он не повреждает сосуды и обеспечивает рост новой структуры за счет сильной связи между трансплантатом и самой печенью. Исследователи считают, что 3D печать живой материи в скором времени избавит нас от серьезнейшей проблемы донорства, а также избавит тысячи людей от послеоперационных осложнений.

Напомним, что ранее американская компания Prellis Biologics разработала способ печатать сложные микрососудистые системы, которые могут снабжать клетки кислородом и питательными веществами.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Биопечать органов на 3D принтере, как это работает?

Биопечать – это относительно новое направление в развитие медицины, которое появилось благодаря стремительному развитию аддитивных технологий.

В настоящее время ученые всего мира усиленно работают над созданием многофункциональных принтеров, способных печатать работоспособные органы, такие как сердце, почки и печень.

Примечательно, что уже сегодня опытные образцы биопринтеров способны напечатать костные и хрящевые импланты, а также создать сложные биологические продукты питание, в состав которых входят жиры, белки, углеводы и витамины.

От офисного принтера к сложной биомеханической машине

Первые принтеры для биопечати были далеко не совершенными. Для первых экспериментов ученые использовали обычные настольные струйные аппараты, модернизированные в рабочих условиях.

В 2000-м году биоинженер Томас Боланд перенастроил настольные принтеры Lexmark и HP для печати фрагментов ДНК.

Оказалось, что размер человеческих клеток сопоставим с размерами капли стандартных чернил и составляет примерно 10 микрон. Исследования показали, что 90% клеток сохраняют жизнеспособность в процессе биопечати.

В 2003 году Томас Боланд запатентировал технологию печати клетками. С этого момента печать органов на 3D принтере перестала казаться фантастикой. За два десятилетия частные исследования в лабораторных условиях превратились в стремительно расширяющуюся индустрию, которой подвластны печать ушных раковин, клапанов сердца, трубок сосудов, а также воссоздание костной ткани и кожи для последующей пересадки.

В 2007 году биопечать стала приобретать коммерческие очертания. Сначала ученым удалось заполучить свыше $600000 на развитие биопринтинга, однако уже в 2011 году объемы инвестиций возросли до $24,7 миллиона в год.

Сегодня под общим названием «биопринтинг» скрываются сразу несколько косвенно связанных технологий биопечати. Для создания органов на 3D принтере могут использоваться фоточувствительный гидрогель, порошковый наполнитель или специальная жидкость.

В зависимости от используемой машины, рабочий материал подается из диспенсера под видом постоянной струи или дозированными капельками. Такой подход используется для создания мягких тканей с низкой плотностью клеток – штучной кожи и хрящей. Костные испланты печатаются методом послойного наплавления из полимеров натурального происхождения.

От теории к практике 3D-биопечати

Первый удачный эксперимент по созданию органов на 3D принтере состоялся в 2006 году. Группа биоинженеров из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine разработала и напечатала для семерых подопытных пациентов мочевые пузыри.

Врачи использовали стволовые клетки пациентов для создания искусственного органа. Образцы донорской ткани в специальной герметичной камере с помощью экструдера нанесли поверх макета мочевого пузыря, нагретого до естественной температуры человеческого тела.

Через 6-8 недель в ходе интенсивного роста и последующего деления клетки воссоздали человеческий орган.

Печатью органов на 3D принтере в полном объеме занимаются всего несколько компаний. Наибольших успехов на данной стези достигли инженеры американской компании Organovo, сумевшие напечатать печеночную ткань.

В 2014 году фармкомпании вложили в деятельность Organovo свыше 500 000 долларов.

Швейцарская компания RegenHu вплотную приблизилась к успехам американских коллег. Европейским разработчиком удалось создать лазерный и диспенсерный биопринтеры, печатающие биобумагой.

В свою очередь, японская компания CyFuse работает над моделированием клеточных соединений с помощью сфероидов, нанизанных на микроскопические жезлы.

Вначале 2014 года компания RCC заручившись поддержкой специалистов из Nano3D Biosciences создали первый коммерческий биопринтер. Аппарат не предназначен для печати органов, зато помогает фармацевтам исследовать медицинские препараты.

Вполне возможно, что в недалеком будущем продукция компании Rainbow Coral Corp будет повсеместно использоваться для изготовления фармацевтических препаратов.

Ученые из стран СНГ не отстают от западных коллег. Недавно в России успешно завершились биологические исследования, инициированные компанией «3Д Биопринтинг Солюшенс».

Бионженерам удалось напечатать жизнеспособную 3D-модель щитовидной железы. Штучный орган, напечатанный на принтере, успешно пересадили подопытной мыши. В ходе эксперимента использовался инновационный отечественный 3D-принтер 3DBio.

Детальнее узнать, как проходили исследования в лаборатории «3Д Биопринтинг Солюшенс» можно ознакомившись с видеороликом:

В ноябре 2014 мир всколыхнула новость о том, что специалистам компании Organovo удалось напечатать печень на 3D принтере. На этот раз американские ученые успешно воссоздали рабочую человеческую ткань, которая сохраняла свои способности в течение 5 недель.

Напечатанный орган предназначался для тестирования лекарственных препаратов, однако изобретали не отрицают, что в скором времени приспособят свое оборудование для создания донорских органов.

Пока же фармацевтические компании используют полученный в лаборатории Organovo материал для испытания экспериментальных фармацевтических составов.

Такой подход позволит производителям лекарств разрабатывать безопасные и менее токсичные антибиотики.

В пресс-центре компании-производителя говорят, что в ближайшее пятилетие Organovo и ее партнеры собираются освоить рынок трансплантатов.

Биоинженеры уже напечатали на 3D принтере жизнеспособные почки, которые сохраняют свои функции в течение двух недель. Также компания производит коммерческую почечную ткань – ее могут купить фармацевты для изучения перспективных медицинских составов.

Биоткань получила название exVive3D tissue.

Биопечать развивается быстрее, чем прогнозировалось. Тем не менее, используемые технологии далеки от совершенства. Другое дело медицинские импланты.

Инженеры научились моделировать и воспроизводить самые разные элементы человеческого костного каркаса – штучные фаланги пальцев, тазобедренные суставы, детали грудной клетки.

Костные импланты изготавливаются методом селективного лазерного спекания из нитинола (никилид титана) – высокопрочного материала, напоминающего по своему биохимическому составу костную ткань. В ходе печатного процесса используются 3D модели, полученные благодаря компьютерной томографии.

Не меньшей популярностью пользуются протезы из полимеров. Протезы кисти нельзя назвать органом, зато простота, с которой нуждающиеся могут получить механизм, позволяющий вернуть их к нормальному образу жизни, заслуживает внимания.

Стоимость подобного устройства не превышает 10-15 тысяч рублей.

Биопринтинг находится на пике своего развития, и мы продолжаем за ним следить. Оставайтесь вместе с нами, чтобы оставаться в курсе самых важных событий в мире 3D-печати.

Японские ученые сделали печень с помощью 3D принтера

Ученые, представляющие университет города Кюсю (Япония), сообщили об уникальном достижении. Они сумели изготовить биотрансплантационную ткань печени, использовав для этого 3D принтер. Более того, полученную ткань успешно пересадили в организм подопытной крысы. С момента операции прошло несколько недель, и животное чувствует себя нормально. Это важный шаг к выращиванию и пересадке искусственных органов на постоянной основе.

Новые клетки печени были созданы по методике «in vivo», иными словами, они выращивались внутри живого организма. Благодаря этому пересаженная ткань не отторгается при попадании в новую среду и не вызывает каких-либо аллергических реакций. Восстановление организма после операции опять-таки происходит ускоренными темпами.

«Наш эксперимент позволил доказать, что многочисленные печеночно-почечные сфероиды можно соединить воедино, используя 3D принтер, – отмечают медики. – Для фиксации были использованы игольчатые массивы, обеспечивающие циркуляцию кислорода и крови внутри нового органа».

Как печатаются ткани печени?

Само собой, речь идет об использовании уникального оборудования. Купив 3D принтер на сайте https://3ddevice.com.ua вы сможете изготовить много всего интересного, но не новую печень.

Трехмерный биопринтер оснащен специальной насадкой, используемой в качестве основы, к которой крепятся клетки новой печени. Процесс повторяется до тех пор, пока не будет выстроена структура нового органа. В итоге, клетки соединяются в единую ткань, после чего ее можно снять с иголок и поместить в среду с идеальными условиями. Через какое-то время дырки, оставленные иголками, затянутся, и печень будет готова к трансплантации.

У данной методики есть сразу два ключевых достоинства: она сводит к нулю риск повреждения сосудов и обеспечивает ускоренный рост ткани, вследствие чего печень можно вырастить достаточно быстро. Японцы всерьез рассчитывают на то, что уже в ближайшие годы их разработка найдет применение в лечении людей. Больные избавятся от необходимости ждать донорских органов, а послеоперационные осложнения останутся в прошлом.

Искусственную мини-печень напечатали на 3D принтере: Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Сотрудники американской компании Organovo научились создавать небольшие искусственные фрагменты печени, используя для этого 3D принтер. О результатах работы над технологией на конференции в Бостоне рассказал исполнительный директор компании, Кейт Мёрфи (Keith Murphy). Кратко о содержании доклада пишет New Scientist, также его можно прочитать на сайте компании.

Ткань создается на 3D принтере аналогично обычной струйной печати, однако вместо различных красок используются разные типы клеток. Для создания искусственной печени специалисты использовали три типа клеток печени: гепатоциты, звездчатые клетки (клетки Ито) и, в небольшом количестве, клетки эпителия, выстилающего кровеносные сосуды.

Полученные печатью искусственные ткани предназначены для тестирования лекарств, поэтому они создаются в лунках на дне стандартных клинических планшетов. По форме фрагменты печени представляли собой небольшие диски диаметром около 4 миллиметров. Гепатоциты уложены в них приблизительно в 20 слоев.

Как показал анализ, клетки в искусственной ткани начинают образовывать полноценные контакты, производить альбумин и цитохромы, а также выполнять другие функции печени.

По словам создателей, трехмерная искусственная ткань отличается от обычной клеточной культуры более «правдоподобной» реакцией в клинических тестах. Кроме того, она способна автономно существовать целых пять дней, в то время как культуры клеток требуется пересевать каждые два-три дня.

Альтернативным методом получения искусственных тканей является использование бесклеточных матриксов. Для создания органов этот метод в настоящее время считается более простым, чем 3D печать, так как последняя плохо справляется с созданием трехмерной сети сосудов.