В монументальном скачке для регенеративной медицины исследователи из Стэнфордского университета в Соединенных Штатах разработали новаторский метод проектирования и 3D-печати сложных сосудистых сетей. Это нововведение, опубликованное в журнале Science, обещает революционизировать создание искусственных органов и решить критическую проблему доставки кислорода и питательных веществ в спроектированных тканях.
Алгоритмическая платформа команды может генерировать сосудистые сети со скоростью до 230 раз быстрее, чем существующие методы, моделируя схемы потока и давление. Эта технология использовалась для проектирования сетей в более чем 200 анатомических и инженерных моделях. Система создает сосудистые структуры, имитирующие дизайн человеческого тела, адаптируясь к различным формам тканей с беспрецедентной скоростью.
«Нам удалось заставить алгоритм работать примерно в 200 раз быстрее, чем предыдущие методы, и адаптироваться к сложным формам, таким как органы», — говорит ведущий автор исследования. Способность масштабировать биопечатные ткани была ограничена способностью создавать кровеносные сосуды. Новый алгоритм позволяет создавать сосудистые деревья, которые точно имитируют архитектуру сосудов в реальных органах.
Последствия этого открытия огромны. Способность быстро проектировать и печатать сосудистые сети может преодолеть основное препятствие в биофабрикации. Это также может привести к персонализированному лечению сосудистых заболеваний. Команда также работает над индуцированием естественного роста мельчайших капилляров, которые невозможно напечатать, и улучшением точности и скорости биопринтеров.
Это исследование имеет особое значение для детской кардиохирургии, где наблюдается острая нехватка органов. Эта технология может предложить биоинженерное и регенеративное лечение, моделируя физику и производительность потенциальных искусственных тканей или органов для создания конструкций, подходящих для биофабрикации. Это может когда-нибудь заменить поврежденные или дефектные ткани.
Хотя проблемы остаются, такие как интеграция нескольких типов клеток и достижение перфузии крови по всей ткани, это нововведение знаменует собой значительный шаг на пути к созданию функциональных органов, напечатанных на 3D-принтере. Это может изменить ландшафт медицины и дать надежду пациентам, нуждающимся в трансплантации органов, и тем, кто страдает сосудистыми заболеваниями.