Группа сотрудников Швейцарской высшей технологической школы (ETH) разработала методику создания хрящевой ткани человека при помощи 3D-принтера. Помимо того, что модель хряща может быть получена за сравнительно небольшое время, особенность технологии заключается в том, что модель формируется из собственных клеток пациента. Благодаря этому исчезают различные проблемы несовместимости биологических тканей при пересадке напечатанной модели. А в случае имплантации хряща на «видное место», то полностью исключаются немаловажные косметические проблемы как раз благодаря тому, что пересаживаются родственные ткани.

Используемый инженерами био-3D-принтер — это специально управляемый компьютером диск, на края которого насажены восемь шприцов. Диск вращается над специальной платформой, перемещая шприцы в нужное место рабочего пространства. Они заполнены особой биологической суспензией, консистенция которой напоминает обычную зубную пасту. Шприцы с высокой точностью выдавливают дозы суспензии на платформу, послойно «печатая» модель. Для управления диском принтера используется программа для 3D-моделирования, в которой формируется сама модель для печати. Всё происходит оперативно: печать хряща для носа занимает 16 минут.

3D-принтер за печатью носа

Материал для печати готовится в лаборатории при помощи клеток хрящевой ткани, взятых непосредственно у пациента: из коленного хряща или уха. Он представляет собой биополимер, которым наполняются шприцы. Напечатанная из него модель пересаживается пациенту. По прошествии нескольких месяцев биополимер деградирует и разрушается под воздействием растущих клеток хрящевой ткани. Наблюдаемый косметический эффект разительно отличается от похожих подходов, когда имплантируется носовой протез из силикона.

Таким же образом можно подойти к лечению болезней, связанных не только с травмами, а и с изнашиванием хрящей в теле человека. Хондромаляция — это изменение хрящевой ткани, которое характеризуется потерей упругости и её размягчением. Такие симптомы характерны для спортсменов или для людей, испытывающих серьёзные физические нагрузки.

Руководитель научной программы ETH говорит, что над проблемой биопечати работает примерно 80 различных исследовательских групп по всему миру. И хотя печать человеческого хряща одна из самых простых задач, прогресс в этой области вселяет надежду.