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 внутри кровеносных сосудов. приходится 31% смертей в мире. Несмотря на это, прогресс сердечно-сосудистых препаратов замедлились за последние 20 лет. Почему? В основном, наблюдается недостаточная эффективность преобразования возможных методов лечения в утвержденные методы. В частности, из-за несоответствия исследований, проводимых снаружи 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.
Печать «идеальных» кровеносных сосудов в 3D
3D-биопечать — это передовая технология производства, позволяющая создавать уникальные тканевые конструкции с внедренными клетками слой за слоем, что позволяет с большей вероятностью отражать естественный многоклеточный состав кровеносных сосудов. Для создания этих структур был использован ряд гидрогелевых биочернил. Однако существует ограничение на количество доступных биочернил, которые могут имитировать сосудистый состав нативных тканей. Современные биочернила не обладают высокой пригодностью для печати и не способны создавать высокую плотность живых клеток в сложных трехмерных архитектурах, 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
«Уникальная особенность этих наноинженерных биочернил заключается в том, что независимо от плотности клеток они демонстрируют высокую пригодность для печати. Он обладает 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».
Используя эти уникальные свойства, наноинженерные биочернила печатаются в трехмерных цилиндрических кровеносных сосудах, состоящих из живых совместных культур эндотелиальных клеток и сосудистых гладкомышечных клеток. Это даст исследователям возможность моделировать функцию сосудов и влияние заболевания.
