Новый экструдер может снизить издержки на печать клеточных тканей для тестирования лекарств

Второкурсник Алабамского университета в Хантсвилле (UAH) и его помощник напечатали на 3D-принтере со специальным экструдером сложную структуру из сахара, которая по форме повторяет кровеносную систему. Это изобретение может снизить стоимость печати клеточных структур для тестирования лекарств, утверждают в университете.

Второкурсник Таннер Кэрден и Девон Бэйн, вдохновленные возможностями кондитерских 3D-принтеров, на которых можно печатать конфеты, создали свой экструдер и назвали его CarmAL, что является сокращением фразы «Алюминиевый экструдер для скоростной экструзии вязкого сахарного раствора из обезвоженных углеводов».

«Мы используем молекулы сахара в форме реверсивной 3D-печати, – сказал Кэрден. – Сначала мы создаем структуру, а потом помещаем ее в клеточную матрицу».

После того, как клетки, помещенные в раствор агарозы, нарастают вокруг сосудов, сахар просто вымывают растворителем.

В результате получается клеточная масса, содержащая сосуды как в человеческом органе.

Программное обеспечение принтера контролирует соленоидный клапан, регулирующий подачу азота на сахарный раствор в экструдере CarmAL. Аппарат оснащен сменной головкой и работает с более высокими температурами, чем другие экструдеры, чтобы лучше контролировать вязкость сахарного раствора и печатать сети сосудов более точно.

Кэрден сказал, что структура сосудов, создаваемых таким образом, гораздо лучше, чем плоская, поскольку объемная сеть искусственных сосудов намного точнее повторяет живую ткань и способна эффективнее поддерживать жизнь в клетках. «Она помогает избежать некроза», – объяснил Кэрден. Например, если эту технологию применить к созданию клеток печени (для тестирования лекарств), в результате «наблюдалось бы формирование новых кровеносных сосудов, как и в настоящей печени».

Работа над этим проектом ведется уже два года, и его создатели уже получили премию в размере 9948 долларов от Фонда инноваций Алабамского университета на дальнейшие исследования.

Следующий этап работы – вырастить клетки вокруг сахарных структур. Карден планирует отправиться в Институт регенеративной медицины Уэйк Форест, чтобы узнать больше о трехмерной биопечати, о ее техниках и трудностях.

Позже авторы проекта планируют разработать собственное программное обеспечение и применить возможности 5D-печати, что позволит создавать более натуральные сосудистые системы, объемные, ветвящиеся и плавные.

«Возможно, через 5, 10 или 20 лет можно будет напечатать сердце или печень целиком, – говорит Кэрден. – Однажды мы начнем использовать стволовые клетки, и персонифицированная медицина станет гораздо более доступной».

Статья подготовлена для 3dtoday.ru