Исследователи разработали трехмерную модель анатомически точных кровеносных сосудов с биопечатью, тем самым проложив путь для возможных достижений и новых сердечно-сосудистых препаратов.
Сосудистые заболевания, такие как аневризмы и тромбы в кровеносных сосудах приходится 31% смертей в мире. Несмотря на это, прогресс сердечно-сосудистых препаратов замедлились за последние 20 лет. Потому что? Прежде всего, недостаточна эффективность преобразования возможных методов лечения в утвержденные методы. В частности, из-за несоответствия между исследованиями, которые проводятся вне тела и внутри.
Недавние исследования направлены на изменение существующих методологий, чтобы минимизировать этот пробел и улучшить переносимость этих методов, направив трехмерную биопечать в сосудистую медицину. Этот междисциплинарный совместный проект был недавно опубликован в журнале Advanced Healthcare Materials.
3D-печать «идеальных» кровеносных сосудов
3D-биопечать — это передовая технология производства, позволяющая создавать уникальные конструкции в форме ткани слой за слоем со встроенными клетками, что делает устройство более вероятным отражением естественного многоклеточного состава кровеносных сосудов. Для разработки этих структур был введен ряд гидрогелевых биочернил, однако существует ограничение в доступных биочернилах, которые могут имитировать состав сосудов нативных тканей. Существующим биочернилам не хватает пригодности для печати, и они не могут обеспечить высокую плотность живых клеток в сложной трехмерной архитектуре, что делает процесс менее эффективным.
Чтобы преодолеть эти недостатки, Dr. Ахилеш Гахарвар и профессор Абхишек Джайн Компания Texas A&M разработала новые нанотехнологические биочернила для печати трехмерных анатомически точных многоклеточных кровеносных сосудов. Их подход предлагает улучшенное разрешение в реальном времени как для макроструктуры, так и для микроструктуры на уровне ткани.
А с доступными био-чернилами это было невозможно.
Удивительные био-чернила
«Удивительно уникальной особенностью этих нанотехнологических биочернил является то, что независимо от плотности клеток они демонстрируют высокую пригодность для печати. Они обладают способностью защищать инкапсулированные клетки от высоких сил сдвига в процессе биопечати», — говорит Гахарвар. «Удивительно, но 3D-биопечатные клетки сохраняют здоровый фенотип и остаются жизнеспособными в течение почти месяца после изготовления».
Воспользовавшись этими уникальными свойствами, нанотехнологические биочернила печатаются в трехмерных цилиндрических кровеносных сосудах, которые состоят из живых совместных культур эндотелиальных клеток и клеток гладкой мускулатуры сосудов. Это даст исследователям возможность моделировать функцию сосудов и влияние болезни.
