Исследователи из Тель-Авивского университета (Tel Aviv University) «напечатали» первое в мире 3D васкуляризованное искусственное сердце, используя собственные клетки пациента и биологические материалы. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Advanced Science.
Актуальность проблемы
До сих пор ученые в области регенеративной медицины успешно печатали только простые ткани без кровеносных сосудов.
Автор исследования Тал Двир (Tal Dvir) из Школы молекулярной клеточной биологии и биотехнологии (School of Molecular Cell Biology and Biotechnology) заявляет: «Мы делаем это впервые».
Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти. В настоящее время трансплантация сердца является единственным методом лечения, доступным для пациентов с терминальной стадией сердечной недостаточности. Учитывая острую нехватку доноров сердца, необходимость разработки новых методов восстановления больного сердца является насущной.
Материалы и методы обследования
Для исследования у пациентов была взята биопсия жировой ткани. клеточные и внеклеточные материалы ткани. Трехмерная сеть внеклеточных макромолекул, таких как коллаген и гликопротеины, была превращена в один гидрогель, который служил «чернилами». После смешивания с гидрогелем, клетки были эффективно дифференцированы в сердечные или эндотелиальные клетки для создания специфических для пациента иммунно-совместимых сердечных тканей с кровеносными сосудами и, впоследствии, всего сердца. По словам Двира, использование «нативных» специфичных для пациента материалов имеет решающее значение для успешных инженерных и организационных вопросов.
Результаты научной работы
«Это сердце состоит из человеческих клеток и специфических для пациента биологических материалов», – говорит Двир. «Наши результаты демонстрируют потенциал метода в разработке персонализированной замены тканей и органов в будущем». «На данном этапе трехмерное сердце маленькое, размером с сердце кролика».
«Биосовместимость конструкционных материалов имеет решающее значение для устранения риска отторжения имплантата, что ставит под угрозу успех таких процедур», – говорит Двир. «Таким образом, мы можем сообщить о простом подходе к 3D-печати васкуляризированных и перфузируемых тканей сердца, которые идеально соответствуют тем же биохимическим, механическим и топографическим свойствам собственных тканей пациента».
Выводы
Исследователи планируют проверить функционирование 3D-напечатанного сердца в лаборатории и провести трансплантацию животным.
«Мы надеемся, что добьемся успеха и докажем эффективность и пользу нашего метода», – заключил Двир.
Авторы другого исследования утверждают, что новое устройство — прозрачный 3D-череп поможет исследовать головной мозг.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
