Материал позволяет печатать кости, которые сами растут
Ученые из Северо-Западного университета (Иллинойс, США) создали уникальный материал, из которого можно на 3D-биопринтере напечатать костную ткань, которая при имплантации в организм практически «оживает» - покрывается сетью сосудов и даже активирует гены, ответственные за формирование костного мозга.
Одно из основных преимуществ такого материала состоит в том, что напечатанные из него кости растут вместе с организмом. Это очень важно для детей, которым необходимо проведение реконструкции костей, поскольку такие импланты не требуют замены в течение жизни, говорят авторы.
Созданный учеными материал состоит из гидроксиапатита (этот минерал входит в состав костей человека) и поликапролактонов. Биопринтер может печатать на основе этого материала костные импланты с заданными характеристиками со скоростью 275 кубических сантиметров в час.
Ученые уже успели протестировать материал на животных. Напечатанный костный имплант вживили мышам, крысам и обезьянам. Костная ткань в организме животных хорошо прижилась, не вызвав иммунного отторжения, покрылась сетью кровеносных сосудов. Более того, через определенное время стали формироваться новые клетки костной ткани.
«Клетки организма «чувствуют» гидроксиапатит. В результате сам организм начинает формировать клетки костной ткани, запускается экспрессия определенных нужных генов. И при этом, все происходит без добавления каких-то других химических веществ. Здесь действует другой принцип - живые клетки организма взаимодейтсвуют с самим материалом», - говорит ведущий автор исследования Рамиль Шах (Ramille Shah).
О своем достижении авторы сообщают в свежем выпуске престижного научного журнала Science Translational Medicine.
Добавим, что метод 3D-биопечати в настоящее время активно развивается. Сейчас разработкой биопринтеров занимаются примерно в 16-ти компаниях разных стран мира, в том числе и в России. Уже существуют технологии (некоторые из которых успешно применяются в клинической практике) по биопечати хрящевых, костных тканей, кожи и сосудов. Для этого обычно используется термопластик, силикон или коллаген.
Недавно российским ученым впервые в мире удалось, используя стволовые клетки, напечатать живой орган – щитовидную железу мыши.