Ученые пытаются создать 3D-напечатанное сердце

Для некоторых эта новость может показаться невероятной, однако ученые в настоящий момент предпринимают попытки создания на 3D-принтере человеческого сердца. Ключевой задачей проекта является создание нового живого сердца для пациента из его собственных клеток, а затем трансплантация напечатанного органа.

Создание живого сердца и в дальнейшем его трансплантация человеку без сомнений является сверхамбициозным проектом, на реализацию которого могут потребоваться годы. А трансплантацию напечатанного органа мы, скорее всего, не увидим вообще в ближайшие десятилетия. Тем не менее стоит отметить, что технология 3D-печати уже применяется в медицине и успешно используется для производства различных медицинских средств. Специалисты даже научились создавать напечатанные уши.

Как сообщает Стюарт Уильямс, глава нового исследовательского проекта, команда медицинских экспертов из Луисвиллского университета уже напечатала из живых клеток клапаны сердца и малые вены, а также сообщает о готовности создания других частей сердца на базе других методов производства. Полученные напечатанные кровеносные сосуды были успешно протестированы в рамках их имплантации в лабораторных мышей и других небольших животных.

Уильямс верит, что его команда сможет напечатать все необходимые части и собрать их в единый орган в течение трех-пяти лет. Конечный продукт получит название «биофициального сердца» и будет являться частично настоящим и частично искусственным. Самой сложной задачей для ученых является необходимость заставить все используемые клетки работать сообща, как это происходит в настоящем сердце.

Производство органа из клеток пациента полностью решит проблему риска отторжения этого органа организмом человека, что является весьма частым явлением при пересадке донорского или искусственного сердца. По мнению Уильямса, такой метод позволит исключить необходимость приема препаратов для преодоления кризиса отторжения пересаженных органов.

Если все пойдет согласно поставленному плану, то Уильямс уверен, что проверку созданного сердца можно будет провести менее, чем через десять лет. Первыми пациентами скорее всего станут те люди, которые страдают от сердечной недостаточности, но не являются, или не могут являться кандидатами на пересадку нового искусственного сердца. Такими пациентами обычно становятся дети, чей уровень физического развития не позволяет использование искусственного органа.

Следует отметить, что городская больница Луисвилля имеет славную историю в кардиологии и трансплантологии. Например, в ней была проведена вторая на территории США успешная операция по пересадке искусственного сердца Jarvik 7, проводившаяся в середине 1980-х годов прошлого века. Доктора из Луисвиллского университета пересадили пациенту первый автономный аппарат искусственного сердца AbioCor в 2001 году. Пациентом тогда оказался Роберт Л. Тулз, жизнь которого в течение 151 дня поддерживали титановые и пластиковые насосы.

Уильямс рассказывает, что сердце будет производиться из клеток, взятых из жировой ткани пациента. Однако перед учеными стоит задача, требующая решить вопрос о том, как создать живую ткань, а затем заставить ее продолжать жить после того, как ее напечатают.

«С такими сложными органами, как почки или сердце, главной трудностью является создание структуры, которая имела бы возможность достаточного насыщения кислородом до того момента, как ее поместят в живой организм», — говорит доктор Энтони Атала из университета Уэйк Форес, где ученые в настоящий момент работают над созданием 3D-напечатанных почек.

Однако подход в создании новых живых органов (например, того же сердца) силами 3D-печати не является единственным. Помимо этого, ученые исследуют возможность воссоздания живых органов благодаря каркасному конструированию, когда клетки помещаются в специальный каркас, где они начинают образовывать новый орган. В рамках экспериментов специалисты создали подобные сердца для грызунов. И в лабораторных условиях эти сердца действительно работают. Что интересно, на базе подобного метода уже были созданы некоторые органы, которые впоследствии были имплантированы человеку.

Что же касается технологии 3D-печати живой ткани, то работает она практически по тому же принципу, по которому работают обычные чернильные принтеры, где используется игла, которая впрыскивает материал с заранее заданной структурой.