Вчені навчилися створювати судини для штучних органів

Науковці зі Стенфордського університету розробили революційний підхід до створення штучних органів — модель, яка за лічені хвилини проєктує судинні мережі для 3D-друку. Цей прорив дає надію на вирішення однієї з головних проблем у галузі трансплантації — забезпечення живлення штучних тканин.

За оцінками, лише 10% пацієнтів, які потребують пересадки органів, отримують донорські органи вчасно. Надруковані органи розглядають як майбутню альтернативу, але до цього часу створення життєздатної судинної мережі залишалося надзвичайно складним завданням. Без судин штучні тканини швидко гинуть через нестачу кисню та поживних речовин.

Команда дослідників на чолі з Елісон Марсден створила математичну модель, що імітує природне розгалуження судин у тілі людини. Вона дозволяє швидко й точно проєктувати внутрішні судинні структури для будь-якої форми органа. Для перевірки своєї моделі вчені створили судинну мережу з 25 каналів для кільцеподібної структури з клітин нирки, надрукувавши її з холодного желатину. Після нагрівання до температури тіла в матеріалі утворилися порожнисті канали діаметром 1 мм — по них безперервно подавали рідину з киснем і поживними речовинами, що імітувало кровотік.

Результати вражають: через тиждень у надрукованій структурі з судинами вижило у 400 разів більше клітин, ніж у структурі без них. Це підтверджує життєву необхідність таких мереж для збереження функціональності штучних органів.

Наразі основним викликом залишається неможливість надрукувати тонші капіляри, які забезпечують живлення найвіддаленіших клітин. Проте дослідницька команда вже працює над цим завданням.

Французький біоінженер Х’юґ Тальбо вважає цю роботу проривною: “Вона розсуває межі можливого. Ми вже бачимо, як друк повноцінної судинної системи може займати не тиждень, а години”. За його словами, якщо дослідження просуватиметься за планом, перші тести надрукованих органів на свинях можуть розпочатися вже впродовж п’яти років.