Ученые создали 3d принтер хрящевой ткани

Укрепление хрящевой ткани

Новый гибридный принтер значительно упростит процесс получения хрящей для имплантирования, считают исследователи из Института регенеративной медицины Уэйк Форест. Материалы опубликованы в журнале Biofabrication.

Авторы исследования сообщают о достижении значительных успехов в печати 3D ткани. Специальное приспособление дает возможность «напечатать» хрящ с помощью принтера и в дальнейшем использовать этот материал для имплантации в конкретные травмированные участки суставов.

Это поможет вырастить собственный хрящ внутри организма. Принтер-гибрид представляет собой комбинации из 2-х недорогих устройств: электропрядильной машины и струйного принтера.

Объединение этих двух систем, по заявлению ученых, дает возможность построить структуры из натуральных и искусственных материалов. Натуральные компоненты геля обеспечивают среду для роста клеток, а синтетическая основа делает конструкцию прочной. Таким образом, новый материал значительно отличается от других видов искусственных хрящей.

Полученный с помощью гибридной системы материал характеризуется лучшей механической стабильностью по сравнению с гелевой субстанцией, которая может быть «напечатана» с помощью одного струйного принтера.

Также обнаружено, что новые конструкции сохраняли свои функциональные характеристики как в лаборатории, так и in vivo (при имплантации животным).

Электропрядильная машина использует электроток для формирования очень тонких волокон из раствора полимеров. Процесс электропрядения позволяет легко управлять составом полимеров, в результате чего получается производить пористые структуры, а это в свою очередь, побуждает клетки встраиваться в окружающие ткани, отмечает соавтор исследования, доктор медицины Джеймс Ю.

Современные импланты для хрящевой ткани

Также исследователь отметил, что в настоящее время разрабатываются и другие методы изготовления прочных имплантационных конструкций, например, с использованием робототехнических систем.

В данном исследовании гибкие маты, полученные из синтетических полимеров, были объединены с хрящевыми клетками, взятыми из уха кролика. Печатали их на гибридном принтере, который имел две печатающие головки.

С помощью электропрядильной системы вытягивались тонкие волокна биополимера, они стали подложкой, на которую уже наносился слой суспензии хрящевых клеток посредством струйной печатающей головки. Процесс был повторен определенное количество раз, чтобы толщина пластин стала равна 0,4 мм.

Прочность материала обязательно измерялась. Через неделю после получения комбинированных пластин ученые проверили состояние клеток – как оказалось, хрящевые клетки были живы.

Далее конструкции тестировались на животных моделях. Ученые имплантировали эти конструкции в мышей на 2, 4 и 8 недель, с целью определения того, насколько хорошо они работают в организме.

В течение 8 недель с момента имплантации системы демонстрировали те же структурные свойства, что и хрящевые ткани, тем самым подтверждая свой потенциал для лечения травмированных людей.

Ссылки по теме:

• Правильное питание для хрящевой ткани и суставов
• Гидрогель, как заменитель хрящевой ткани
• Восстановление хрящевой ткани

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: