Новые технологии биопечати помогут трансплантологам и их пациентам
В настоящее время одним из наиболее перспективных направлений в медицине является трансплантология. В клинической практике нередки случаи, когда спасти жизнь тяжело больным пациентам возможно только с помощью трансплантации донорских органов. На сегодняшний день хирурги-трансплантологи успешно выполняют пересадку сердца, печени, почек, легких и других жизненно важных органов. При трансплантации возникает ряд проблем, наиболее серьезные из которых – это дефицит донорских органов и их возможное отторжение после пересадки. Иными словами, пациент сначала должен дождаться своей очереди, а затем, в случае успешного исхода операции, всю оставшуюся жизнь принимать медицинские препараты, препятствующие отторжению трансплантата. В будущем одним из возможных решений этих проблем может стать использование технологии биопринтинга.
Трехмерный биопринтинг – это технология синтеза объемных моделей, содержащих живые клетки и повторяющих поведение и структуру биологических тканей. Принцип работы биопринтера напоминает обычную 3D-печать. В качестве строительного материала здесь используются специальные биочернила, которые состоят их смеси живых клеток, питательных веществ и вспомогательных компонентов. Как правило, биопринтинг включает четыре этапа.
На первом этапе проводятся подготовительные работы – построение трехмерной компьютерной модели синтезируемого объекта, культивирование клеточного материала и проектирование вспомогательного строительного каркаса (матрикса). 3D-модель будущего объекта формируется по результатам КТ или МРТ зоны трансплантации с помощью систем автоматизированного проектирования. Определяются основные параметры печати: размеры и геометрия воссоздаваемого органа, количество слоев биочернил и т.п.
Второй этап – слайсинг, который подразумевает создание специальной «дорожной карты» для биопринтера. На данном этапе разрабатывается траектория движения печатающей головки для каждого слоя.
На третьем этапе выполняется 3D-печать. Если ранее были допущены какие-либо ошибки, вместо ожидаемого объекта можно получить бесформенную массу. Поэтому очень важно грамотно провести все подготовительные работы.
Четвертый этап – это постпринтинг, который направлен на стабилизацию структуры напечатанного биообъекта. Здесь происходит «дозревание» полученного органа в биореакторе – формирование необходимых базовых характеристик и функциональных свойств.
Результат проведенной работы предполагает трансплантацию полученного биологического объекта реципиенту. Это наиболее сложный этап. Здесь также возникает проблема отторжения, если пересаженный орган сформирован из биологически чужеродного для пациента материала. Решением может стать печать трансплантата с помощью биоматериала, полученного из собственных клеток реципиента.
Ученые предполагают, что уже в недалеком будущем технологии позволят методом биопринтинга воссоздавать органы человека и обеспечивать их пересадку без последующего отторжения. Это поможет спасти многих тяжело больных пациентов и существенно повысить качество их жизни после трансплантации.
Трехмерный биопринтинг – это технология синтеза объемных моделей, содержащих живые клетки и повторяющих поведение и структуру биологических тканей. Принцип работы биопринтера напоминает обычную 3D-печать. В качестве строительного материала здесь используются специальные биочернила, которые состоят их смеси живых клеток, питательных веществ и вспомогательных компонентов. Как правило, биопринтинг включает четыре этапа.
На первом этапе проводятся подготовительные работы – построение трехмерной компьютерной модели синтезируемого объекта, культивирование клеточного материала и проектирование вспомогательного строительного каркаса (матрикса). 3D-модель будущего объекта формируется по результатам КТ или МРТ зоны трансплантации с помощью систем автоматизированного проектирования. Определяются основные параметры печати: размеры и геометрия воссоздаваемого органа, количество слоев биочернил и т.п.
Второй этап – слайсинг, который подразумевает создание специальной «дорожной карты» для биопринтера. На данном этапе разрабатывается траектория движения печатающей головки для каждого слоя.
На третьем этапе выполняется 3D-печать. Если ранее были допущены какие-либо ошибки, вместо ожидаемого объекта можно получить бесформенную массу. Поэтому очень важно грамотно провести все подготовительные работы.
Четвертый этап – это постпринтинг, который направлен на стабилизацию структуры напечатанного биообъекта. Здесь происходит «дозревание» полученного органа в биореакторе – формирование необходимых базовых характеристик и функциональных свойств.
Результат проведенной работы предполагает трансплантацию полученного биологического объекта реципиенту. Это наиболее сложный этап. Здесь также возникает проблема отторжения, если пересаженный орган сформирован из биологически чужеродного для пациента материала. Решением может стать печать трансплантата с помощью биоматериала, полученного из собственных клеток реципиента.
Ученые предполагают, что уже в недалеком будущем технологии позволят методом биопринтинга воссоздавать органы человека и обеспечивать их пересадку без последующего отторжения. Это поможет спасти многих тяжело больных пациентов и существенно повысить качество их жизни после трансплантации.
