Как мы пришли к этому ?

Концепция биопечати была впервые продемонстрирована ещё в 1988 году. Команда из Университета Торонто под руководством доктора Габора Форгача смогла успешно распечатать небольшой участок человеческой кожи с помощью 3D-принтера. Хотя это может показаться незначительным, это было знаковое достижение, которое доказало, что биопечать возможна, и открыло возможность для дальнейших исследований и разработок в этой области.

В процессе биопечати сохраняется клеточная функция и жизнеспособность выходной конструкции, что может быть использовано во всех областях медицины. 3D-биопечать в основном используется для разработки конструкций органов и тканей, которые можно использовать для исследований и разработок лекарств, каркасов и разработки медицинских имплантатов.

3D-биопечать — это медицинское применение 3D-принтеров. Этот метод включает в себя 3D-печать биологических тканей и органов путем наслоения живых клеток. Процесс биопечати в основном состоит из трех этапов, а именно пребиопринтинга, биопринтинга и постбиопринтинга.

Как напечатать орган на 3D-принтере ?

Возьмем в качестве примера мочевой пузырь, более простой орган, состоящий всего из двух типов клеток: гладкомышечные клетки, составляющие стенку мочевого пузыря, и уротелиальные клетки, выстилающие внутреннюю поверхность мочевого пузыря.

Для создания такого органа, исследователи сканируют орган пациента, чтобы определить индивидуальный размер и форму. Затем они создают каркас, чтобы дать клеткам возможность расти в трех измерениях, и добавляют в этот каркас клетки пациента. Это кропотливая и трудоемкая работа , которая может занять до восьми недель. 

Наконец, биореактор создает оптимальную среду для превращения клеток в орган. Когда врачи наконец помещают орган пациенту, каркас уже исчезает или исчезает вскоре после операции.

Bioprinting methods

Жертвенная запись в функциональную ткань

(SWIFT) - это метод биопечати для создания трехмерных (3D) сетей сосудистых каналов в гидрогелях . В этом методе используется жертвенный материал, например, деградирующий полимер, который впечатывается в гидрогель рядом с желаемыми сосудистыми каналами.

После удаления жертвенного материала образовавшаяся сеть сосудистых каналов перфузируется культуральной средой и клетками для создания функциональной ткани.

Каналы выстланы эндотелиальными клетками и окружены гладкомышечными клетками, что позволяет им поддерживать рост и функционирование трехмерных тканей. Методика была разработана группой исследователей из Уэйк Форест University.

Стереолитографическая печать

В этом методе печати органов используется пространственно управляемый свет или лазер для создания двухмерного рисунка, который наслаивается посредством селективной фотополимеризации в резервуаре биочернил. 

Затем 3D-структура может быть построена слоями с использованием 2D-шаблона. После этого биочернила удаляются из конечного продукта. Биопечать SLA позволяет создавать сложные формы и внутренние структуры. Разрешение признаков для этого метода чрезвычайно высокое, и единственным недостатком является нехватка биосовместимых смол.

Идеальная среда

Настоящий космос начинается на орбите Земли.

Доказано, нулевая гравитация является смертельным врагом самого запущенного рака, а следовательно помогает клеткам не умереть и эволюционировать. Исследование проведенные на МКС, показали абсолютные преимущества печати органов в космосе. 

Нулевая гравитация помогает молодым клеткам сращиваться в ткани без повреждений в самой структуре ткани ( что характерно при печать на земле ).