Некоторым людям в это трудно поверить, но технологический прогресс достиг такого уровня, что в мире уже существует устоявшийся метод 3D-печати человеческих органов. Его суть заключается во взятии образцов живых клеток, и их искусственного размножения на поверхности опорных конструкций определенной формы.

Технология кажется идеальной, но совершенству нет предела — исследователи из Университета Иллинойса в Чикаго смогли напечатать орган даже без использования каркаса. В итоге процесс занял гораздо меньше времени, чем обычно.

Как правило, в качестве формирующей основы для печати органов используются тончайшие пластиковые нити. Закрепившись на их поверхностях, взятые у человека образцы ткани начинают устанавливать взаимосвязи и тем самым образовывать конструкцию будущего органа. Впоследствии пластиковая основа саморазрушается под разного типа воздействиями, например — под ультрафиолетовым светом.

Недостатки 3D-печати органов

У устоявшейся технологии 3D-печати органов есть как минимум три недостатка. Во-первых, исследователям крайне сложно определить время, когда создаваемые ткани достигнут зрелости — в конечном итоге пластиковые нити могут раствориться раньше времени. Во-вторых, во время растворения «строительных лесов» могут образовываться токсичные вещества, которые могут сделать искусственный орган непригодным для трансплантации. В-третьих, каркас может помешать клеткам образовывать связи, из-за чего ткань может сформироваться неправильно.

3D-печать органов продолжает улучшаться

В качестве альтернативы пластиковых нитей, команда ученых под руководством профессора Эбена Алсберга предлагает использовать блок гидрогеля, состоящий из множества микроскопических шариков. Эти шарики вполне способны удерживать «чернила» из образцов ткани в трехмерном пространстве, не мешая клеткам взаимодействовать друг с другом и получать питательные вещества.

Как только ткани достигают зрелости, гидрогель разлагается самостоятельно, или в ходе аккуратного перемешивания. В конечном итоге в середине сосуда остается только сформированный орган — используя такой подход, ученые уже напечатали бедренную кость грызуна и ушную раковину.

3D-печать сердца — уже реальность

Некоторое время назад 3D-печать могла применяться только в отношении небольших органов, и создавать полноразмерные сердца и легкие было невозможно. В 2019 году ситуация в корне изменилась, потому что исследователи из Калифорнийского университета в Беркли придумали новый метод печати, который подразумевает использование криогенной камеры и роботизированной руки.