Комбинация 3д печати с технологией микрофлюидики — это область исследований, которая продолжает усиленно развиваться. Последний прорыв был достигнут командой ученых из Италии, которым удалось воспроизвести гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) с беспрецедентным уровнем точности. Их напечатанная биогибридная модель точно воспроизводит микрокапилляры нейрососудистой системы в масштабе 1 к 1.

В фармацевтическое лечение заболеваний головного мозга и нейродегенеративных состояний, таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона, вкладывается множество ресурсов, как от государственных, так и частных учреждений. Это вызов по многим причинам, одной из которых является недоступность центральной нервной системы для тестирования. Именно поэтому очень точные модели настолько важны.

Одна из основных проблем в этой области состоит в том, что очень трудно точно определить какие биохимические механизмы связаны с пересечением гематоэнцефалического барьера (полупроницаемый барьер между кровью и нервной тканью) определенных веществ и молекул. Правда в последнее время здесь наметился определенный прогресс.


«Биогибридный барьер, разработанный в наших лабораториях, позволяет проводить высокопроизводительный скрининг различных препаратов/соединений/нановекторов, а также оценить их способность пересекать его… Кроме того, наша биогибридная платформа позволяет изучать переход барьера, избегая использования животных, тем самым преодолевая проблемы, связанные с этикой и дефицитом доступности тканей».

Система называется биогибридной из-за сочетания искусственных и биологических элементов в модели. Капилляры состоят из микротрубок, напечатанных с использованием двухфотонной литографической техники и эндотелиальных клеток, которые растут вокруг искусственной трубчатой ​​структуры. Это органическое препятствие функционирует подобно ГЭБ, который отделяет внутреннюю часть кровеносных сосудов от самого мозга.

Барьер важен, поскольку он защищает мозг от нейротоксических соединений, патогенов и циркулирующих клеток крови. Чтобы наномедицина смогла помочь, доставляя различные соединения из системы крови в мозг, этот избирательный биологический барьер должен быть преодолен. С помощью точного воссоздания ГЭБ можно развивать новые методы лечения рака мозга и нейродегенеративных заболеваний.


«Наша модель представляет собой закрытую систему, в которой различные параметры, такие как концентрация лекарственного средства, скорость кровотока, рН и температура, могут легко настраиваться и контролироваться, обеспечивая тем самым драгоценную и подробную информацию о переходе ГЭБ в режиме реального времени».

Конечной целью исследования является модификация противораковых нановекторов таким образом, чтобы они могли пересекать барьер через систему крови и поражать больные ткани мозга.

Исследование под названием «A 3D Real-Scale, Biomimetic, and Biohybrid Model of the Blood-Brain Barrier Fabricated through Two-Photon Lithography» опубликовано в журнале Small.