На 3D-принтері надрукували біоподібні серцеві клапани, які не потребують заміни

За допомогою електроспінінгу з використанням розплаву, нової технології 3D-друку, вченим вдалося

імітувати складну гетерогенну структурусерцевих клапанів. Передбачається, що після імплантації власні клітини пацієнта виростають на опорній структурі пористої штучного клапана, який згодом розкладається.

В організмі людини чотири серцеві клапани,які забезпечують правильне кровообіг. Дослідники кажуть, що для забезпечення своєї функції тканина клапана має гетерогенну структуру, тобто окремі ділянки відрізняються біомеханічними властивостями.

Технологія електроспінінгу використовуєелектрика високої напруги для формування точних малюнків з тонкого полімерного волокна. За допомогою цього методу можна виконувати високоточний друк окремих малюнків та їх комбінацій та регулювати механічні властивості надрукованого серцевого клапана.

Збільшене фото клапана із високоточними малюнками волокон. Джерело: Andreas Heddergott, TUM

Як основний матеріал вчені використовуютьбіорозкладний полікапролактон. Каркас із цього матеріалу вбудований в еластичний матеріал, який імітує властивості ендогенного еластину, що є присутнім у справжніх серцевих клапанах. Зазначається, що це покриття дрібніші мікропори, ніж у поликапролактоновом каркасі. Вчені вважають, що у цих порах осідатимуть клітини пацієнта, які сформують нову серцеву тканину. При цьому структура клапана досить щільна, щоб забезпечити кровообіг.

Роздруковані на 3D-принтері серцеві клапанибули протестовані в штучній системі кровообігу, яка імітує кровообіг і тиск в організмі. В умовах, що вивчаються клапани серця відкривалися і закривалися правильно. Крім того, перші випробування in vitro показали зростання клітинних культур на структурі, що несе. Дослідники планують найближчим часом провести випробування на тваринах.

Наша мета – створити біоаналог серцевих клапанів,що сприяє формуванню нової функціональної тканини у пацієнта. Зокрема, таке рішення могло б принести користь дітям, оскільки серцеві клапани, що використовуються зараз, не ростуть разом з пацієнтом і, отже, повинні замінюватися в ході декількох операцій протягом багатьох років.

Петра Мела, професор медичних матеріалів та імплантатів Мюнхенського технічного університету, одна з керівників дослідження

Фото обкладинки: Andreas Heddergott, TUM

Читати далі

Віспа мавп стає глобальним вірусом: чому вона передається так швидко

У Всесвіті відбувається щось дивне: як пояснити нестиковки у постійній Хаббла

Діагноз за хвилину: як ІТ змінює охорону здоров'я