Из чего сделать сердце в 3 д принтере
Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали с помощью 3D-принтера полностью функциональное искусственное сердце. Оно состоит из двух желудочков, разделенных специальной камерой, которая выполняет роль мышц, надуваясь и сдуваясь. Прототип сердца весит 390 грамм и выдерживает около трех тысяч сокращений. Исследование опубликовано в журнале Artificial Organs.
Несколько десятков миллионов людей во всем мире страдают от сердечной недостаточности и других серьезных сердечно-сосудистых заболеваний и синдромов. В случае, когда из-за заболевания жизнь пациента находится под угрозой, зачастую применяется пересадка сердца. Но донорских сердец гораздо меньше, чем страдающих от таких заболеваний, поэтому существуют разработки и успешные операции по пересадке искусственных сердечных насосов. Как правило, такие искусственные аппараты имплантируются на небольшой срок, и позволяют пациенту дожить до пересадки настоящего донорского сердца.
Ученые из Швейцарии решили разработать такой аппарат, который будет максимально похожим на настоящее сердце по размеру, функциям, и будет таким же мягким. Орган состоит из двух желудочков, разделенных специальной камерой. Она выполняет роль сердечной мышцы. Камера периодически надувается и сдувается за счет воздушного насоса, и, поскольку на входах и выходах из желудочков встроены клапаны, жидкость может прокачиваться через сердце.
Имплант был создан с помощью 3D-принтера. На нем была напечатана форма, в которую затем вливался силикон. Исследователи провели испытания прототипа, в которых аппарат прокачивал жидкость с аналогичной крови вязкостью. Выяснилось, что из-за применяемого материала импланта, он может выдержать около трех тысяч сокращений, то есть менее часа при нормальном пульсе. Ученые считают это успешным доказательством концепции, и в будущем планируют совершенствовать устройство для более продолжительной работы.
В 2016 году американские ученые представили биопринтер, который печатает органы из специального гидрогеля с высокой концентрацией живых клеток. А другая группа ученых смогла напечатать на 3D-принтере мышцы с датчиками, регистрирующими интенсивность сокращений.
Само сердце размером с кроличье, и оно ещё не работает. Двир заметил, что «печать» человеческого сердца будет использовать такую же технологию.
«Нам нужно развивать улучшенную технологию», – сказал он. «Клетки ещё не сформировали насосную способность; в настоящее время они могут сокращаться, но нам нужно, чтобы они работали вместе. Мы надеемся, что мы добьёмся успеха и покажем эффективность и пользу нашего метода».
Иными словами, следующим этапом является выращивание сердца размером с сердце грызуна в лаборатории, его печать и вызревание, а также обучение искусственного, но биологического органа, «вести себя» как сердце. Ещё нужно испытать напечатанные сердца на животных, чтобы проверить их функциональность.
Профессор Таль Двир
Профессор Таль Двир
Прорывы учёных в Тель-Авиве являются вехой в науке трансплантологии: ткани печатали и раньше, но в них отсутствовала васкуляризация – кровеносные сосуды – без которых нормальное функционирование сложной ткани невозможно.
Печать тканей была и раньше, но лишь простых тканей без кровеносных сосудов. «Это первый случай, когда кто-либо успешно спроектировал и напечатал целое сердце с клетками, кровеносными сосудами, желудочками и камерами», – сказал Двир.
Например, учёные успешно печатали ткани хряща и аортального клапана, но цель заключалась в том, чтобы создать ткани с васкуляризацией: кровеносные сосуды, включая капилляры, без которых органы не могут выжить, не говоря уже о функционировании.
Тель-авивские учёные начали с жировой ткани человека и разделили клеточные и неклеточные компоненты. Затем они перепрограммировали клетки, чтобы они превратились в плюрипотентные стволовые клетки, которые затем могли бы стать мышечными или эндотелиальными клетками.
Неклеточные материалы, включая большое количество белков, были переработаны в «персонализированный гидрогель», который служил «чернилами», – пояснил Двир.
Ассаф Шапира смотрит на печать сердца
Хотя технология все ещё находится на раннем этапе, печатные органы уже используются в учебных целей в медицинских школах и у врачей в целях планирования сложных операций.
Двир надеется, что технология позволит произвести сердца, пригодные к трансплантации, а также заплатки в регенерации больных сердец.
Печать органа состоит из трёх главных этапов. Первый, этап допечатной подготовки, включает сканирование органа, например, при помощи МРТ. На втором этапе печатается орган, слой за слоем, а на третьем этапе происходит «вызревание» печатного органа в биореакторе.
По информации ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания являются главной причиной смерти в мире, и в настоящее время трансплантация является единственным вариантом у пациентов в худших случаях.
Но количество доноров ограничено, и многие умирают в ожидании. А пациенты, получившие трансплантаты, порой умирают из-за иммунной реакции.
Сердце считалось особенно сложным в изготовлении из-за его большой сложности и давления, которое ему нужно выдерживать.
Ключевым моментом является то, что использование собственных клеток пациента значительно снижает вероятность иммунной реакции, пояснил Двир. Его самая большая надежда на то, что печать органов сделает их пожертвование излишним.
«Возможно, через 10 лет в лучших больницах мира появятся принтеры, печатающие органы, и эти процедуры станут регулярны», – сказал он.
Также он сказал, что больницы, скорее всего, начнут с более простых органов, чем сердце.
Можно ли говорить о революционном прорыве в медицине
В Израиле впервые в мире создали на 3D-принтере живое сердце, которое состоит из тканей и кровеносных сосудов, а также имеет камеры. Правда, на данный момент оно может подойти только кролику из-за маленького размера. Но ученые из университета Тель-Авива уверены, что в будущем они смогут напечатать сердце и для человека. Как удалось создать орган на принтере? И можно ли говорить о революции в медицине? Расскажут Анна Никитина и Глеб Силко.
Фото: Ярослав Чингаев, Коммерсантъ / купить фото
Первое в мире сердце из 3D-принтера напоминает ягоду: его размер около 2,5 см, хотя его печать заняла больше трех часов. Впрочем, уже сейчас достижение израильских ученых называют медицинским прорывом. Сделано сердце из человеческих жировых клеток и соединительной ткани. Раньше для этого использовали синтетические вещества.
В будущем эта новая технология не только решит проблему нехватки органов для пересадки, но и максимально облегчит процесс трансплантации, рассказывает израильский журналист Саша Виленский: «Самая глобальная проблема — это отторжение пересаженного органа организмом. Всегда есть такая опасность. Но в том-то весь и интерес, что в случае с 3D-принтером мы имеем дело с тем, что выращено и распечатано из клеток самого пациента, таким образом просто снимается вопрос об отторжении. Это гениально».
Проблема нехватки органов по всему миру действительно стоит остро. В России, например, в 2017-м на 6 млн человек пришлось всего 900 доноров. А самый сложный орган — сердце — за год пересадили 250 раз, при этом требовался он почти 2 млн человек. Опыт израильских ученых по печати сердца впечатляет, и его можно будет использовать в других странах, говорит исполнительный директор лаборатории 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани. Правда, по его словам, говорить о революции в медицине еще рано: «Ученые использовали очень интересный материал на основе коллагена — это белок в организме млекопитающих. Кроме того, именно с точки зрения создания сложной трехмерной структуры исследователи — молодцы, они сделали действительно хорошую работу. Однако форма еще не обуславливает функцию, особенно если мы говорим про такой сложный орган, как сердце.
Были использованы новые подходы, но говорить, что произошел невероятный прорыв в этой области, пока, к сожалению, рано.
Когда, например, будет удален родной орган и пересажен новый, а функция будет полностью восстановлена, то это станет безусловной революцией».
В самом Университете Тель-Авива, где и напечатали сердце, говорят, что в будущем необходимые органы можно будет печатать прямо в больницах. Сейчас подобными разработками занимаются по всему миру. Российские компании, например, пытаются создать искусственную печень и почки. Правда, этот процесс слишком дорогой, и вряд ли в ближайшее время технологию получится внедрить на массовом уровне, отмечает директор Национального медицинского центра трансплантологии и искусственных органов им. Шумакова Сергей Готье: «То, что сделали израильские врачи, просто великолепно. Это доказывает, что данные возможности реально использовать для создания каких-то анатомических структур. Что касается других органов, например, таких как почка и печень, наш институт тоже работает над этим. У нас тоже есть биопринтеры, но прямо скажу, выращивание таких тканевых комплексов — это достаточно сложная и дорогостоящая технология, которая сильно отличается от традиционной методики трансплантации органа».
В мире уже есть примеры, когда врачам удавалось не только создать искусственные органы на 3D-принтере, но и успешно их пересадить, например, несколько лет назад в России напечатали щитовидную железу, которая прижилась пациенту. А в прошлом году ученые из Иерусалима имплантировали пациенту протез для черепа, и его тоже создали с помощью трехмерных технологий.
В течение этого года израильские ученые планируют проверять напечатанные на принтере сердца на кроликах и крысах, а затем начнут работать над созданием сердца для человека.
Ученые из Университета Тель-Авива смогли напечатать крошечное живое сердце из тканей человека на 3D-принтере. Об этом сообщила в понедельник пресс-служба учебного заведения.
Как уточнило государственное радио Израиля Kan, напечатанное и представленное в понедельник сердце размером с ягоду. Оно состоит из жировых клеток пациента, которые были преобразованы в стволовые клетки сердечно-сосудистой мышцы, а затем смешаны с соединительной тканью и помещены в 3D-принтер.
Сердце, созданное израильскими учеными, уже на этой стадии может подойти кролику, отмечает радиостанция. По ее данным, примерно через год можно будет говорить о пересадке созданных на 3D-принтере сердец кроликам и крысам, а еще через десяток лет, как предполагается, появится возможность "печатать" сердца прямо больницах для пациентов, ожидающих трансплантации.
Чёт я не понял, в каком месте оно живое?! Оно же в комплекте живое, а отдельно это что-то типа того:
Но это таки будет стоить вам не шекель, и даже не два!
Пока не пересадят — не считается, что it's alive!
Должен быть пациент, которому пересадили такое сердце и он должен прожить достаточно долгое время. Тот же кролик, до старости.
Оно состоит из жировых клеток пациента, которые были преобразованы в стволовые клетки сердечно-сосудистой мышцы, а затем смешаны с соединительной тканью и помещены в 3D-принтер.
Сердце, созданное израильскими учеными, уже на этой стадии может подойти кролику, отмечает радиостанция. По ее данным, примерно через год можно будет говорить о пересадке созданных на 3D-принтере сердец кроликам и крысам
Маркетинг штука тонкая.
Только я все время слышу умер в израильской клинике по новостям.Ну и счёт за лечение с 5-6 нулями.
В целом это круто,что кто то успевает обнулить свой банковский счёт перед смертью во имя израильской науки,учитесь господа.
Увеличение пениса методами 3D(4-5-6-XD) печати. Недорого!
Будет как с линзами, куча контор втюхивающих по Акции. Типа приведи свою бессердечную и получи 2 серна по цене одного.
0:41 прочитал как
Да уж. А ведь всего 20 лет назад мобильные телефоны были в диковинку, об интернете было весьма приблизительное представление.
Прогресс наблюдаешь своими глазами. Здорово!
При прочтении "из тканей человека, взятых у пациента" немного так вошел в тупняк"Оно состоит из жировых клеток пациента, которые были преобразованы в стволовые клетки сердечно-сосудистой мышцы" - думаю, эти же люди совместно с Трофимом Денисовичем овсюг в пшеницу преобразовывали.
"Оно состоит из жировых клеток пациента, которые были преобразованы в стволовые клетки сердечно-сосудистой мышцы" - бессмысленный набор звуков.
Воистину, 21 век- век биотехнологий. Хотя, все предсказывали покорение космоса.
Есть видео, где сердце сокращается?
А печень будут прямо в больницах печатать? Мне нужно знать, а то может я зря бухать бросил))
Скоро целого человека можно будет напечатать
м-м-м-м живое еврейское сердце
интересно, а конечности так можно напечатать будет?
10 лет. Очень опрометчивое заявление. Тут ещё нужно исследовать приживаемость органа, иммунный ответ, как оно будет функционировать с течением времени. После отработки механизма печати будет очень долгий путь клинических испытаний на единицах пациентов.
и вот тут я офигел, дважды.
А наши печень всё печатают. Видимо в России печень важнее. А щитовидку напечатали ещё в 15 году.
Со стволовыми клетками шутить не стоит,получат сердце с раком в нагрузку
Посмотрите на пример на ушедших артистов омолаживающихся стволовыми клетками!
валежник . лук. скрепы . мля. :(
Интересно, какое оно на вкус?
Блин еврей все думают как на болезни человека зарабатывать.
Ладно хоть в этот раз полезное придумали хотя зная их где то подвох должен быть.
Новый повод повысить пенсионный возраст.
Не надо выращивать органы, иначе ОНИ никогда не умрут. А я так жду.
Нейронные сети учатся распознавать Deepfake
Пару недель назад я выложил пост про нейронные сети, которые способны удалять с видео любые движущиеся объекты и всякие следы их существования. Тени от этих объектов, поднятую пыль, иногда даже почти хорошо удалялись волны на воде. И тогда, под тем постом, прямо таки развернулась дискуссия о том, как в принципе можно было бы бороться с подделкой видео. Не только с удалением объектов, но и с теми же дипфейками.
И вот сегодня я бы хотел представить один из способов, который на сегодняшний день активно прорабатывается. Собственно, способ вполне логичный - если мы можем создать нейронные сети, которые способны подделывать видео настолько, что эта подделка становится неразличима человеческим глазом, то почему бы не использовать ровно эти же самые сети для того, что бы распознавать эти незаметные человеческому глазу подделки?
Этим вопросом и задались учёные из Германии и Италии. Ниже прикладываю презентацию их совместной научной работы.
А также, как и в прошлый раз, прикладываю своё собственное видео, с разбором того, а чём именно идёт речь в их презентации.
Итак, краткая выжимка того, о чём именно их работа. Конкретно эта группа учёных не ставила перед собой задачу разработать концептуально новую нейронную сеть, которая бы хорошо распознавала подделку на видео. Они провели комплексную сравнительную работу. Взяли набор видео, часть из которых была отредактированная нейронными сетями, а часть нет. И, с одной стороны, попросили группу людей угадать, какие именно видео являются подделками, а с другой стороны точно такую же задачу поставили перед распространёнными свёрточными нейронными сетями, основная задача которых как раз заключается в распознавании на видео и фотографиях тех или иных объектов. То есть, они брали не специализированные нейросети, а самые обычные. Те, которыми можно распознавать на видео котиков, к примеру.
И итог их исследования оказался следующим - нейросети уже сейчас способны настолько качественно подделывать видео, что люди их практически не распознают. Обычный человек уже сегодня не отличит качественный дипфейк от оригинального видео. С другой стороны, самые обычные свёрточные нейронные сети эти же самые дипфейки распознают вполне уверенно. Не всегда со стопроцентной точностью, но самые новые архитектуры вполне достигают точности более 80%.
По сути, самая очевидная идея в данном случае оказывается самой эффективной. Зачем придумывать сложные схемы борьбы с нейросетями, если можно просто заставить бороться с ними другие нейросети. Безусловно, данный метод не является самым надёжным. Но уже сегодня он является наиболее оправданным с позиции точности распознавания и ресурсов, которые требуются на создание такой системы. По факту, использовав созданный учёными в данной работе массив видео для обучения нейросетей, вы сможете у себя дома создать свою собственную систему распознавания дипфейков. Единственным ограничением правда будет время обучения такой сети. Если не использовать видеокарты NVidia старше 20хх серии и разработанную ими же библиотеку для машинного обучения, создание такой сети может затянуться на месяцы. Но тем не менее, такая возможность у вас всё ещё остаётся.
Ну и подводя итог, если углубиться в эту область (а я полагаю многие спецслужбы многих стран мира занимаются этим уже не первый год) и создать специализированную нейросеть, которая была бы эффективна конкретно в распознавание дипфейков, то в принципе можно и не бояться коллапса судебной системы от вала поддельных видео и фотографий. Правда всё это в конечном итоге придёт к войне щита и меча - когда с одной стороны будут создаваться всё более совершенные нейросети для подделки видео, а с другой те же самые нейросети для распознавания этих подделок. Но специалистов способных на подобное сейчас итак с руками отрывают крупнейшие мировые корпорации, поэтому вряд ли их сможет нанять какая то местечковая мафия. Если подобная война и развернётся, то начнётся она в высоких груг И опять же, поскольку это буквально практически одни и те же архитектуры нейросетей, существенного и долговременного перевеса в данной войне ни одна из сторон получить не сможет.
Парк Юрского периода не за горами? В Китае нашли останки динозавра с сохранившейся ДНК
Осенью текущего года специалисты из КНР сообщили о беспрецедентном открытии микроструктур в окаменелых останках древнего ящера Caudipteryx zoui. Его возраст оценивается приблизительно в 125 млн лет. По утверждению специалистов, найденные микроструктуры могут быть ничем иным, как самым древним образцом ДНК, найденным в окаменелых останках позвоночных существ.
Впрочем, такие утверждения достаточно неоднозначны и часто подвергаются критике. Дело в том, что окаменевшее ядро весьма трудно отличить от спонтанного минерализировавшегося сгустка. В научной работе исследователи сопоставили окаменелые хрящи Каудиптерикса, динозавра с хвостом, чей размер был сопоставим с размером павлина, с клетками обычных домашних кур. Им удалось обнаружить в окаменелых останках ядро и нити хроматина. Именно из этих структур состоят хромосомы.
Подобные ситуации, когда клетки древних животных сохраняются на протяжении стольких лет, представляют собой уникальное явление. Обычно подобные ядра разрушаются вскоре после смерти их владельца. Тем не менее недавно ученым удалось обнаружить сохранившиеся клеточные структуры в ряде окаменелых останков.
К примеру, клетки папоротника, возраст которого оценивается в 190 млн лет, изученные и описанные несколько лет назад в издании Science оказались под слоем вулканического пепла. В части из них абсолютно точно можно было наблюдать хромосомы.
В прошлом году опытный специалист Алида Байёль, которая участвовала и в данном исследовании, рассказала о потенциальном наличии ДНК в черепе гипакрозавра, который обитал на нашей планете примерно 75 млн лет назад. Предположительная ДНК была найдена в хряще.
В ходе нового исследования ученые окрасили хрящ Caudipteryx zoui специальными красителями. Такие красители вступают в реакцию с ДНК, перекрашивая ее в нужный цвет, который помогает различить такие структуры на фоне всего ядра. Изучив образцы, научные специалисты резюмировали, что в хрящевых клетках содержатся структуры, имеющие точно такой же внешний вид, что ядра со структурами хроматина внутри. Впрочем, одного лишь сходства недостаточно, чтобы утверждать, что внутри них содержится ДНК.
По словам Эмилии Карлайл, на изображениях однозначно присутствуют ядра, однако подтвердить отдельные хромосомы слишком трудно. Причина в том, что никто точно не знает, что именно происходит с хромосомами во время их распада. Можно допустить, что содержимое ядра попросту схлопывается в структуры, которые имеют схожий с хромосомами внешний вид, но при этом ими не являются. Возможно, это попросту сгусток беспорядочного минерализованного мусора.
У обывателя подобные достижения науки, как правило, вызывают сугубо практический вопрос: поможет ли это клонировать динозавров? На этот вопрос Алида Байёль отвечает однозначно отрицательно. По ее словам, если в останках и найдется какая-либо ДНК, то вероятнее всего она будет слишком измененной.
Однако она считает, что если ученые смогут расшифровать хромосомный материал в окаменелых останках и распутать участки генетической последовательности древних ящеров, это поможет лучше понять физиологию динозавров.
Лазер для глазных операций "Ятаган" (1981 г.)
Сегодня день офтальмолога.
Публикуем фрагмент фильма "Лазеры в медицине" 1981 года о новой офтальмологической установке "Ятаган" для глазных операций. Российский государственный архив кинофотодокументов (РГАКФД).
Российский государственный архив кинофотодокументов
Фрагмент фильма: Лазеры в медицине
N Учетный: 28934
Дата выпуска: 1981
Режиссер: А. Фирсов
Наночастицы, которые разъедают налет, вызывающий инфаркт
Ученые Мичиганского государственного университета и Стэнфордского университета создали наночастицы, разъедающие изнутри части бляшек, которые вызывают сердечные приступы.
Результаты, опубликованные в журнале Nature Nanotechnology , показывают, как наночастицы попадают на атеросклеротическую бляшку благодаря высокой селективности в отношении определенного типа иммунных клеток – моноцитов и макрофагов.
Макрофаги – это тип белых кровяных клеток в нашей иммунной системе, которые поглощают и переваривают клеточный мусор, чужеродные вещества, микробы, раковые клетки и все, что не имеет белков, специфичных для здоровых клеток организма.
Попав внутрь макрофагов артериальных бляшек, наночастица доставляет лекарственное средство, которое стимулирует клетку поглощать клеточный мусор и удалять больные / мертвые клетки. При повторном оживлении макрофагов размер бляшек уменьшается.
“Мы обнаружили, что можем стимулировать макрофаги к избирательному поеданию мертвых и умирающих клеток – эти воспалительные клетки являются предшественниками атеросклероза – которые являются причиной сердечных приступов”, – сказал Смит. “Мы могли бы доставить небольшую молекулу внутри макрофагов, чтобы сказать им, чтобы они снова начали захватывать и переваривать бляшки”.
Этот подход также имеет применение помимо атеросклероза, добавил он.
Пунктирная линия очерчивает атеросклеротическую артерию, а зеленые части это наночастицы, которые находятся в бляшке.Красный цвет указывает на макрофаги, которые являются типом клеток, которые наночастицы стимулируют поглощать мусор. Мичиганский государственный университет.
Ученые создали гибкую пряжу из клеток кожи человека для медицинских целей
Клетки, называемые фибробластами используются для создания универсальной кожи в лаборатории, которую затем скручивают для образования нитей, которые можно превращать в различные структуры.
Листы нарезаются на ленты и скручиваются для формирования различных форм пряжи. Затем нити можно использовать в хирургии для лечения животных и людей. Ученые говорят, что, поскольку они сделаны из клеток животных и не являются синтетическим, они не будут отвергнуты иммунной системой реципиента. Исследование было опубликовано в журнале Acta Biomaterialia .
Использование материала в качестве нити для закрытия пореза на мясе грызуна.
В поиске лекарства от рака: доклинические исследования в онкологии - Сергей Ткачёв
Об этом в большой лекции по онкологии рассказывает Сергей Ткачёв, научный сотрудник лаборатории Испытательного лабораторного центра Ростовского научно-исследовательского онкологического института.
Быстродействующие модули памяти для оптических компьютеров будущего
Эффект, благодаря которому возможна запись информации в кремниевом кольцевом микрорезонаторе с помощью импульсов света разной интенсивности, впервые описан учеными ЛЭТИ. Он открывает большие возможности по созданию быстродействующих модулей памяти для оптических компьютеров будущего.
Современные электронные вычислительные машины подходят к пределу своих возможностей по соотношению производительности к энергозатратам. Поэтому научные группы по всему миру разрабатывают логические интегральные схемы на альтернативных принципах, которые будут более компактными, энергоэффективными и быстродействующими. Один из видов таких схем — фотонная интегральная схема, в которой передача, хранение и обработка информации производится с помощью света.
Проект находится в русле многолетних работ, проводимых на кафедре физической электроники и технологии по исследованию новых физических эффектов в твердом теле, имеющих большие перспективы для создания устройств хранения и обработки информации. В частности, в 2020 году ЛЭТИ получил мегагрант Правительства Российской Федерации на проведение разработок в области резервуарных вычислений на принципах магноники.
Это революционное открытие позволит уже в течение ближайших 10 лет отказаться от донорских органов, полностью заменив их созданными по новой технологии
Прорыв мирового значения: ученые Тель-Авивского университета впервые сумели напечатать на 3D-принтере живое сердце. Об этом было официально объявлено на специальной пресс-конференции в понедельник, 15 апреля. Параллельно результаты эксперимента обнародованы в издании Advanced Science.
Так печатали сердце
Открытие имеет революционное значение и открывает дверь в будущее, в котором более не потребуется лекарств, донорских органов и не будет риска их отторжения после пересадки. По оценкам израильских ученых, новая технология уже в течение ближайшего десятилетия позволит создавать "по индивидуальному заказу" органы из образцов тканей, взятых у пациента.
.jpg)
В ходе эксперимента, который проводила группа ученых под руководством проф. Таля Двира, впервые удалось применить прежние израильские наработки в области органической 3D-печати для создания живого сердца. Непосредственно процесс осуществляли докторант Надав Нур и д-р Асаф Шапира в лаборатории проф. Двира на биологическом факультете при содействии генных инженеров и биотехнологов.
"С момента создания технологии трехмерной органической печати исследователи всего мира пытались применить ее для создания органов для трансплантации, включая сердце, - говорит проф. Двир. - Мы разработали особую методику, которая позволяет решить большую часть трудностей, возникшавших на этом пути".
Как это делается
Напечатать полноразмерное и биосовместимое с организмом сердце - самая сложная задача, которая когда-либо ставилась учеными. И не только потому, что оно само по себе является органом с весьма сложным строением, но также из-за того, что получить в свое распоряжение нужное количество сердечных клеток медикам весьма проблематично.
.JPG)
Для эксперимента использовался взятый у пациента фибриллярный белок, составляющий основу соединительной ткани организма (коллаген). В процессе генной инженерии его превратили в стволовые клетки, которые затем преобразовали в клетки сердечной мышцы и клетки, которые образуют кровеносные сосуды.
Параллельно ученые создали материал, который выступал своего рода "тонером" для принтера.
Когда все это было получено, ученые смешали "исходные материалы" и подали на принтер. Печать выполнялась на основании данных, полученных в ходе компьютерной томографии (СТ) и магнитно-резонансной томографии (MRI). В результате было получено сердце, состоящее из очень молодых клеток (как у новорожденного) и способное к сокращению (то есть к привычной работе).
На втором этапе эксперимента напечатанное на трехмерном принтере сердце будет имплантировано животным. Но до этого ученые намерены понаблюдать за ростом сердца в специальной среде, а также проверить, насколько эффективно функционируют и взаимодействуют клетки.
"Уже сегодня можно сказать, что метод позволяет напечатать сердце любого размера. Поскольу оно изготовлено из исходного материала, взятого из организма самого пациента, отторжения при трансплантации быть не должно, - пояснил проф. Двир и добавил: - Более того, фактически метод позволяет напечатать любой орган, необходимый для трансплантации".
Трехмерная технология: путь в будущее медицины
В последние годы технология органической трехмерной печати активно используется учеными. Прежде всего в Израиле, но не только.
В 2012 году ученые из отделения томографии Института сердца в Пьемонте по совместительству с учеными из Технологического института в Джорджии разработали новую методику изготовления с помощью 3D-принтера сердечных клапанов, которые предназначены для операций по замене транскатетерного аортального клапана (TAVR).
Летом 2017 года в больнице "Ихилов" была создана искусственная почка, идентичная той, что находилась в организме пациентки.
В апреле 2018 года в больнице "Шаарей-Цедек" в Иерусалиме спасли молодого человека, пострадавшего от менингита. Вместо удаленной части черепа ему имплантировали отпечатанный на принтере протез, точно соответствующий форме головы.
Помимо создания новых органов технология 3D-печати позволяет улучшать (своего рода модернизировать) действующие. Например, исследователи Принстонского университета в США создали "суперухо", способное слышать гораздо лучше, чем обычное, которое человек получает при рождении.
Читать подробнее на английском языке
ПО ТЕМЕ
В Израиле это не фантастика: органы и протезы для операций печатают на 3D-принтерах
Больному в Израиле пересадили череп, напечатанный на трехмерном принтере
Читайте также: