Искусственные кровеносные
сосуды создают на 3D принтере
Исследователи Fraunhofer Institute Interfacial Engineering and
Biotechnolog работали при выращивании тканей и органов в
лабораторных условиях в течение длительного времени. Сегодня
тканевая инженерия позволяет создать искусственные ткани, хотя
наука до сих пор не увенчались успехом с более крупными органами.
Теперь немецкие исследователи применяют новые технологии и
материалы, чтобы создавать искусственные кровеносные сосуды. В их
проекте BioRap можно будет поставлять необходимые органические
вещества для искусственного ткани и, возможно, в будущем создавать
даже сложные органы.
Пять институтов из Fraunhofer объединили свои усилия в 2009
году, чтобы создать биосовместимые искусственные кровеносные
сосуды. Казалось, практически невозможно построить структуры, такие
как капиллярные сосуды, которые настолько малы и сложны, особенно
их ответвления и пространства между ними. Но технология аддитивного
производства пришли на помощь, потому, что быстрое прототипирование
позволяет строить индивидуальные заготовки специально в
соответствии с любой сложной 3D моделью. Теперь ученые работают над
переносом этой технологии для создания микроструктур биоматериала
путем объединения двух различных методов: технологии 3D печати и
многофотонной полимеризации.
Струйный 3D принтер может очень быстро создавать 3-мерные
твердые тела частиц из различных материалов. Это уже позволяет
создавать микроструктуры, но технологии 3D печати по-прежнему
слишком неточны для тонких структур капиллярных сосудов. Поэтому
исследователи решили совмещать эту технологию с двухфотонной
полимеризацией. Краткое, но интенсивное воздействие лазерных
импульсов на материал стимулирует молекулы в очень маленькой зоне
фокусировки, так что происходит «сшивание» молекул. Материал
становится эластичным. Таким образом создаются высокоточные упругие
конструкции в соответствии с 3D моделями.
Для производства 3-мерные упругих тел необходимо иметь
правильный материал. По этой причине исследователи придумали
специальные краски, потому, что сама технология печати требует
очень специфических свойств. Заем, кровеносные сосуды должны быть
гибкими и упругими и взаимодействовать с природной тканью. Таким
образом, синтетические сосуды создаются с такой поверхностью, что
живые клетки могут закрепиться на них. Ученые интегрировали
измененные биомолекулы - такие, как гепарин и пептиды - внутрь
стенок искусственных сосудов. Они также разрабатывают чернила
изготовленные и гибридных материалов, которые содержат смесь
синтетических полимеров и биомолекул с самого начала. На втором
шагом эндотелиальные клетки, которые формируют внутренний слой
стенки каждого сосуда, прикрепляются в систему трубок. 
Руководитель проекта Гюнтер Товар (Günter Tovar) подчеркивает, что
«подкладка важна, чтобы быть уверенным, что компоненты крови не
прилипают к стенкам, а происходит их дальнейшая транспортировка».В
результате сосуд работает таким же образом, как его естественной
аналог из живых клеток.
По словам доктора Гюнтера Товара, эта технология может быть
использована для самых различных целей. К примеру, возможным станет
создание искусственных органов, основанных на замкнутой
системе.
Исследователи представят результаты своих разработок на выставке
Biotechnica, которая
пройдет с 11 по 13 октября в Ганновере.
Подробно
