Врач печатает коленные хрящи на 3D-принтере

Доктор Дэрилл Д’Лима и его коллеги из клиники Scripps Clinic в городе Ла Джолла, штат Калифорния, работает над новой технологией 3D-биопечати, которая позволит внедрять живую хрящевую ткань в тело пациента, тем самым обеспечивая лучшее лечение травм колена.

Коллеги считают доктора Д’Лима очень изобретательным человеком. Он врач и ученый, который использует новые технологии из самых разных областей науки, чтобы помочь своим пациентам.

В последнее время доктор Д’Лима работает над технологией вживления в тело больного напечатанной на 3D-принтере хрящевой ткани для восстановления структуры поврежденных коленей. Хрящевая ткань – это ткань, которая соединяет коленные суставы. Известно, что она срастается медленно и болезненно.

Сейчас врачи советуют пациентам терпеть боль, если нет необходимости в установке искусственного сустава. Эта процедура тоже вызывает сильную боль и редко помогает решить проблему.

В надежде найти альтернативу традиционным имплантатам суставов доктор Д’Лима и его команда решили сделать 3D-биопринтер из старого струйного принтера HP и печатать на нем живую хрящевую ткань. 3D-принтер напыляет смесь хрящевых клеток-предшественников и жидкости, которая затвердевает под ультрафиолетовым излучением. Также на нем печатают костные клетки, которые размещаются там, где хрящ соединяется с костью. Объем капли жидкости с живыми клетками равен 1 пиколитру, этого вполне достаточно, чтобы исправить даже микроскопические нарушения кости или хряща больного.

Доктор Д’Лима сравнивает процесс вживления хрящевой ткани в колено с заполнением рытвин: «Вы автоматически заполняете углубления во время печати. Вы получаете хрящ, идеально подходящий по форме к уже существующей ткани, чего нам никогда не удавалось сделать с обычными имплантатами», – сказал Д’Лима. Печать на уже существующем суставе обеспечивает более качественную подгонку нового и старого хряща, чем при трансплантации хряща, выращенного в лаборатории, который приходится обрезать, чтобы он лучше подошел. Другое преимущество печати хрящевой ткани состоит в том, что больше нет необходимости откладывать операцию на потом – ее можно сделать сразу же.

Люди, родившиеся в период «демографического взрыва» стареют, а проблема лишнего веса становится все более усугубляется. Это означает, что в будущем травмы колена станут еще более серьезным поводом для беспокойства. Согласно отчету GlobalData, рынок коленных имплантатов будет ежегодно увеличиваться на 6,8% с 2010 по 2017 год.

Исследование доктора Д’Лима и его команды получило признание нескольких институтов. Агентство по исследованию стволовых клеток Калифорнийского института регенеративной медицины выдало ему грант в размере 3,1 млн. долларов на исследование использования натуральных и искусственных эмбриональных стволовых клеток в области выращивания хрящевой ткани.

Д’Лима считает, что на создание полноценного 3D-биопринтера уйдет не меньше года. В данный момент он проводит эксперименты на животных, чтобы доказать перспективность своей идеи, которые спонсируется Cемейным фондом Джорджа Шеффера.

Похожие изобретения, связанные с трехмерной биопечатью, появляются по всему миру. Только в прошлом месяце прототип 3D-печатающей BioPen передали исследователям Больницы Святого Винсента в Мельбурне, а компания Organovo создала на принтере в своих лабораториях первую в мире 3D-печатную печеночную ткань.

Однако печать живых тканей все еще остается очень сложной задачей. Скажем, чтобы напечатать мышечную ткань, нужно синтезировать клетки разных типов и целую сеть кровяных сосудов. В Organovo временно решили эту проблему, ограничив толщину своей печеночной ткани, чтобы та снабжалась кровью без сосудов.

Д’Лима говорит, что хрящи легче напечатать на 3D-принтере, поскольку в них нет сосудов. Он видит далекие перспективы в развитии технологии трехмерной биопечати, так как с ее помощью можно воссоздать и другие ткани, например, ткань сетчатки глаза.

Статья подготовлена для 3dtoday.ru