Доктор Akhilesh K. Gaharwar разработал биочернила, которые позволяют проводить 3-D печать функциональных тканей в анатомическом масштабе. Результаты исследования были представлены в American Chemical Society's Applied Materials and Interfaces.
Биопринтинг представляет собой методику, при которой происходит печатание ткане-подобных структур, имитирующих ткани организма. Для печати используются гидрогели, которые совмещаются с клетками и факторами роста.
Эта методика биопринтинга может быть использована для создания костных трансплантатов, особенно, если речь идет о лечении дефектов костей и последствий травм, где обычные методы восстановления тканей занимают много времени. Доктор Гахарвар сказал, что новая методика принтинга биоматериалов позволит создать перспективные направления в лечении заболеваний суставов, переломов костей и черепно-лицевых дефектов.
Для биопечати требуются биоматериалы содержащие клетки, обладающие текучими свойствами и которые затвердевают сразу после выхода из сопла принтера. Эти биочернила являются как источником клеток, так и структурных компонентов. Такое сочетание необходимо для создания дружественной среды для клеточных культур. Однако в настоящее время биочернила не имеют достаточной биосовместимости пригодной для печати, также нет структурной стабильности и это не позволяет применять их в клинике.
Для решения этой проблемы группа ученых, во главе с доктором Gaharwar, сосредоточила усилия на разработке передовых биочернил на основе нанотехнологий.
После завершения биопечати нанокомплексы сшиваются для создания более прочных каркасов. Такой способ позволил создавать полномасштабные части тела такие как уши, кровеносные сосуды, хрящи и даже костные сегменты.
В течение трехмесячного периода в структуру, созданную в ходе биопечати, поступают белки с хрящевидным внеклеточным матриксом, он кальцинируется с образованием минерализованной кости. Оказалось, что почти 5 процентов этих напечатанных каркасов состояли из кальция, который был аналогичен по структуре губчатой кости позвонков.
«Следующим этапом в 3D биопечати является создание конструкций с наличием функциональных тканей», - сказал Гахарвар.
В ближайшее время команда ученых планирует использовать напечатанные костные ткани в клинических условиях.
