Исследователи из Нидерландов объединили два разных метода 3D-печати для создания прототипов искусственных кровеносных сосудов. В ходе этого процесса были созданы трубки, которые можно покрыть живыми клетками, сохраняя при этом прочность, необходимую им для работы под давлением.
Поскольку сердечно-сосудистые заболевания являются причиной смерти номер один во всем мире, потребность в искусственных кровеносных сосудах для замены закупоренных и поврежденных частей системы кровообращения больше, чем когда-либо. В то время как некоторые исследователи добились успеха в выращивании кровеносных сосудов в лаборатории, а другие в создании сосудов, встроенных в электронику, команда из лаборатории биофабрикации Центра регенеративной медицины Утрехта (RMCU) в Нидерландах выбрала другой подход: 3D-печать. В частности, ученые стремились усилить одну многообещающую технику, называемую объемной биопечатью, с помощью другой.
Объемная биопечать использует свет, чтобы в основном вырезать структуры в гели, содержащие клетки. Он работает быстро, что позволяет клеткам оставаться жизнеспособными во время процесса, но производит вещества, которые являются непрочными из-за природы геля. Поскольку кровеносные сосуды должны выдерживать значительные нагрузки, исследовательская группа затем обратилась к процессу, известному как электрозапись расплава. Это технология 3D-печати, позволяющая создавать сложные жесткие конструкции путем плавления крошечных нитей биоразлагаемого пластика. Однако проблема заключается в том, что живые клетки не могут участвовать в этом процессе, потому что используемое тепло убьет их.
Имея в виду эту проблему, команда RMCU использовала электрозапись расплава, чтобы сначала создать трубчатые каркасы. После охлаждения каркасов исследователи нанесли гель, наполненный клетками, из волюметрического биопринтера и обнаружили, что их можно успешно имплантировать внутрь (или по обе стороны) каркаса.
«Чтобы сделать это правильно, мы должны были поместить каркас точно в центр флакона», — сказал первый автор Габриэль Грёссбахер. «Любое отклонение от центра будет означать, что объемный отпечаток будет смещен. Но нам удалось идеально центрировать его, напечатав каркас на оправке, которую мы прикрепили к флакону».
Команда в конце концов создали испытательный сосуд из каркаса, двух слоев стволовых клеток и эпителиальных клеток, покрывающих внутреннюю поверхность трубки. Кроме того, ученые сделали более сложные сосуды, включающие раздвоенную структуру, а также венозные клапаны, которые могли обеспечить кровоток только в одном направлении.
Исследователи говорят, что структура также может иметь крошечные отверстия по всей ее длине. , который имитировал бы проницаемость настоящих кровеносных сосудов.
«Это было доказательство принципиального исследования», — сказал Грёссбахер. «Теперь нам нужно заменить стволовые клетки функциональными клетками, которые являются частью настоящего кровеносного сосуда. Это означает добавление мышечных клеток и фиброзной ткани вокруг эпителиальных клеток. Теперь наша цель — напечатать функциональный кровеносный сосуд». /p>
Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials.
