Заглянем в будущее? Можно побывать в новой лаборатории печати настоящих
живых органов. В Москве некто В.А. Миронов руководит научными изысканиями. Им изобретена и запатентована в США технология воспроизведения элементов живого организма на биологическом Зd принтере. Миронов занимается бескаркасной технологией «выращивания» органов, используя в качестве основы гидрогель. Суть такова: строится каркас из неорганического материала, внутри него размещаются живые клетки. Впоследствии каркас растворяется, а подросшие клетки продолжают жить самостоятельно. При построении можно использовать материал, применяемый для изготовления хирургических нитей: он скрепляет в нужный момент, а затем легко деградирует, уходит из организма.
Механизм печати на биологическом 3d принтере представляется так. Пациент отдает свою жировую ткань, из которой последовательной обработкой получают конструкционный материал. Один из этапов – создание трехмерной модели органа, которая конвертируется в CAD-файл и передается устройству. Оно «понимает» как нужно печатать нашими клетками, и реализует схему последовательной «укладки» конкретных типов живых гранул в отведенную для них точку пространства. И вот на выходе – продукт из живой ткани, требующий дальнейшего «созревания», после которого его можно будет трансплантировать пациенту.
Главная проблема описанного процесса – гипоксия – отсутствие кислорода.
3D принтер – это только часть системы по фабрикации органов. Сегодня уже не представляет сложности создание модели, а где взять строительный материал?
Схема такая: человек делает липосакцию, жировая ткань перерабатывается, из нее образуются iPS клетки (индуцированные стволовые клетки), которые используются для процесса печати. Машины для получения такого материала уже существуют. Для того чтобы отдельные тканевые сфероиды не срастались друг с другом раньше времени, используется гиалуроновая кислота, тончайший слой из нее уходит с поверхности клеток сразу после печати. Печатающая головка состоит из двух форсунок с гелем и устройства, подающего тканевые сфероиды. Гели, соединяясь друг с другом, создают скрепляющее вещество, которое затем вымывается из построенной «конструкции».
Проблема в том, что созданному «конструктиву» необходимо питание и кислород. Это решается печатью настоящих сосудов и мельчайших капилляров. Орган помещается в биореактор, где на него воздействуют необходимые для роста и созревания вещества. Объект должен представлять собой такую «архитектуру»: входная артерия, выходная вена и множество функций внутри. А вот это пока только теория. Именно в таком направлении и ведутся основные изыскания.
Подводя итог, можно выделить основные этапы пути ученых:
— получение живых строительных элементов;
— печать на 3d принтере;
— переход от прототипа к модели широкого воспроизведения;
— испытание на животных;
— установка людям.
Мироновым уже собрано три действующих принтера за рубежом. Российский экземпляр обещает стать лучшим. Первая почка ожидается в 2030 году. Цена будет, конечно, космической. Но, со временем, при широком внедрении технологии гораздо дешевле, чем человеческие органы для пересадки.
