Это революционное открытие позволит уже в течение ближайших 10 лет отказаться от донорских органов, полностью заменив их созданными по новой технологии.
Прорыв мирового значения: ученые Тель-Авивского университета впервые сумели напечатать на 3D-принтере живое сердце. Об этом было официально объявлено на специальной пресс-конференции в понедельник, 15 апреля. Параллельно результаты эксперимента обнародованы в издании Advanced Science.
Так печатали сердце:
Открытие имеет революционное значение и открывает дверь в будущее, в котором более не потребуется лекарств, донорских органов и не будет риска их отторжения после пересадки. По оценкам израильских ученых, новая технология уже в течение ближайшего десятилетия позволит создавать «по индивидуальному заказу» органы из образцов тканей, взятых у пациента.
В ходе эксперимента, который проводила группа ученых под руководством проф. Таля Двира, впервые удалось применить прежние израильские наработки в области органической органической 3D-печати для создания живого сердца. Непосредственно процесс осуществляли докторант Надав Нур и д-р Асаф Шапира в лаборатории проф. Двира на биологическом факультете при содействии генных инженеров и биотехнологов.
«С момента создания технологии трехмерной органической печати исследователи всего мира пытались применить ее для создания органов для трансплантации, включая сердце, — говорит проф. Двир. — Мы разработали особую методику, которая позволяет решить большую часть трудностей, возникшавших на этом пути».
Как это делается
Напечатать полноразмерное и биосовместимое с организмом сердце — самая сложная задача, которая когда-либо ставилась учеными. И не только потому, что оно само по себе является органом с весьма сложным строением, но также из-за того, что получить в свое распоряжение нужное количество сердечных клеток медикам весьма проблематично.
Сердце, полученное в ходе эксперимента
Для эксперимента использовался взятый у пациента фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани организма (коллаген). В процессе генной инженерии его превратили в стволовые клетки, которые затем преобразовали в клетки сердечной мышцы и клетки, которые образуют кровеносные сосуды.
Параллельно ученые создали материал, который выступал своего рода «тонером» для принтера. Когда все это было получено, ученые смешали «исходные материалы» и подали на принтер. Печать выполнялась на основании данных, полученных в ходе компьютерной томографии (СТ) и магнитно-резонансной томографии (MRI). В результате было получено сердце, состоящее из очень молодых клеток (как у новорожденного) и способное к сокращению (то есть к привычной работе).
На втором этапе эксперимента напечатанное на трехмерном принтере сердце будет имплантировано животным. Но до этого ученые намерены понаблюдать за ростом сердца в специальной среде, а также проверить, насколько эффективно функционируют и взаимодействуют клетки.
«Уже сегодня можно сказать, что метод позволяет напечатать сердце любого размера. Поскольу оно изготовлено из исходного материала, взятого из организма самого пациента, отторжения при трансплантации быть не должно, — пояснил проф. Двир и добавил: — Более того, фактически метод позволяет напечатать любой орган, необходимый для трансплантации».
Трехмерная технология: путь в будущее медицины
В последние годы технология органической трехмерной печати активно используется учеными. Прежде всего в Израиле, но не только.
В 2012 году ученые из отделения томографии Института сердца в Пьемонте по совместительству с учеными из Технологического института в Джорджии разработали новую методику изготовления с помощью 3D-принтера сердечных клапанов, которые предназначены для операций по замене транскатетерного аортального клапана (TAVR).
Летом 2017 года в больнице «Ихилов» была создана искусственная почка, идентичная той, что находилась в организме пациентки.
В апреле 2018 года в больнице «Шаарей-Цедек» в Иерусалиме спасли молодого человека, пострадавшего от менингита. Вместо удаленной части черепа ему имплантировали отпечатанный на принтере протез, точно соответствующий форме головы.
Помимо создания новых органов технология 3D-печати позволяет улучшать (своего рода модернизировать) действующие. Например, исследователи Принстонского университета в США создали «суперухо», способное слышать гораздо лучше, чем обычное, которое человек получает при рождении.
