3D-печать сахаром помогает воспроизводить сосуды в искусственных живых тканях

Исследователи из техасского Университета Райса используют сахар и технологию селективного лазерного спекания для 3D-печати растворимых шаблонов, помогающих формировать сосуды в искусственно выращенных живых тканях, передает 3Dtoday.ru. Рассказываем, почему ученых нельзя оставлять без десерта.

Практический размер 3D-печатных биологических образцов в немалой степени ограничивается их размерами, так как для поддержания жизнеспособности крупных образцов требуется имитировать кровеносную систему. Группа ученых из Университета Райса реализовала простой метод интеграции внутренних каналов, формирующих сосуды и позволяющих циркулировать обогащенные кислородом питательные растворы.

Вопрос с оборудованием ученые решили довольно интересно: роль 3D-принтера выполняет лазерный резак, переоборудованный в простенькую систему селективного лазерного спекания. Изначально ученые использовали модифицированный FDM 3D-принтер, но он позволял создавать лишь относительно простые конструкции (на иллюстрации выше), мало похожие на хитроумные разветвления настоящих сосудов. Проблема заключалась в построении опорных структур: в лазерной системе эту роль играет неспеченный сахарный порошок.

Самодельный 3D-принтер печатает растворимые мастер-модели из специальной сахарной смеси, затем заготовка заливается гидрогелем с живыми клетками, а после частичного застывания гидрогеля сахарная структура вымывается водой, и клеточная конструкция дозревает уже с каналами внутри. Основной клеточной массой в экспериментах служат гепатоциты, то есть клетки печени, а каналы, в свою очередь, покрываются изнутри эндотелиальными клетками, формирующими сосуды.  

Забавный момент: вдохновением проекта послужил флан, разновидность заварного крема. Один из авторов исследования, Джордан Миллер, обратил внимание на сахарную клетку, украшавшую ресторанный десерт (на иллюстрации выше), и решил повторить кулинарный эксперимент в лабораторных условиях. Исследование опубликовано в журнале Nature по этой ссылке.