У монументальному стрибку для регенеративної медицини дослідники зі Стенфордського університету в Сполучених Штатах розробили новаторський метод проектування та 3D-друку складних судинних мереж. Ця інновація, опублікована в журналі Science, обіцяє революціонізувати створення штучних органів і вирішити критичну проблему доставки кисню та поживних речовин у спроектованих тканинах.
Алгоритмічна платформа команди може генерувати судинні мережі зі швидкістю до 230 разів швидше, ніж поточні методи, імітуючи схеми потоку та тиск. Ця технологія була використана для розробки мереж у понад 200 анатомічних та інженерних моделях. Система створює судинні структури, які імітують дизайн людського тіла, адаптуючись до різних форм тканин з безпрецедентною швидкістю.
«Нам вдалося змусити алгоритм працювати приблизно в 200 разів швидше, ніж попередні методи, і адаптуватися до складних форм, таких як органи», — говорить провідний автор дослідження. Здатність масштабувати біодруковані тканини була обмежена здатністю створювати кровоносні судини. Новий алгоритм дозволяє створювати судинні дерева, які точно імітують архітектуру судин у реальних органах.
Наслідки цього відкриття величезні. Здатність швидко розробляти та друкувати судинні мережі може подолати основну перешкоду в біофабрикації. Це також може призвести до персоналізованого лікування судинних захворювань. Команда також працює над індукцією природного росту найтонших капілярів, які неможливо надрукувати, та покращенням точності та швидкості біопринтерів.
Це дослідження має особливе значення для дитячої кардіохірургії, де існує гостра нестача органів. Ця технологія може запропонувати біоінженерне та регенеративне лікування, моделюючи фізику та продуктивність потенційних штучних тканин або органів для створення конструкцій, придатних для біофабрикації. Це може одного дня замінити пошкоджені або дефектні тканини.
Хоча залишаються проблеми, такі як інтеграція кількох типів клітин та досягнення перфузії крові по всій тканині, ця інновація знаменує значний крок до створення функціональних 3D-друкованих органів. Це може змінити ландшафт медицини та запропонувати надію пацієнтам, які потребують трансплантації органів, та тим, хто страждає на судинні захворювання.