В наши дни технологии 3д биопечати развиваются стремительными темпами, что доказывает недавний прорыв группы корейских исследователей. Команда под управлением ученых из Пхонанского университета науки и технологий, а также Пусанского национального университета смогла разработать новые гибридные биочернила, которые могут быть использованы для создания напечатанных структур, имеющих решающее значение для лечения болезней кровообращения.

Ограничение циркуляции крови из-за закупорки или повреждения сосудов может привести к повреждению органов и тканей, из-за чего возникает множество заболеваний (ишемия). К сожалению, лечение по-прежнему не достаточно эффективно, поскольку клеточная терапия не гарантирует успеха и полного выздоровления.


При лечении ишемических проблем чаще всего используют прогенераторные эндотелиальные клетки (EPCs), чтобы стимулировать неоваскуляризацию (патологическое разрастание сосудов). Проблема заключается в том, что подверженные болезни участки тела часто враждебны к EPCs и ограничивают их способность к выживанию с помощью низкого питания, окислительного стресса, воспаления и активных видов кислорода.

Ученые предлагают решить эту проблему благодаря так называемым внеклеточным матрицам (dECMs). Это, по существу, каркасы или скелеты различных органических тканей без самих клеток. Из-за их состава, структуры и биомеханических свойств они идеально подходят для стимулирования выживания и пролиферации клеток (размножение делением) в новых средах.


Исследователи создали гибридные биочернила путем смешивания сосудистой dECMs из аортальной ткани свиньи с гидрогелем альгината натрия. Затем команда использовала эти чернила и метод коаксиальной клеточной печати для производства кровеносных сосудов (BBVs). После завершения процесса сосуды инкубировали при 37 градусах Цельсия в течение 30 минут, что привело к растворению гидрогеля и оставило только полые структуры. Было установлено, что BBVs повышают жизнеспособность, распространение и дифференциацию EPCs. По сравнению с коллагеном первого типа (основной материал, используемый для аналогичных целей), они показали значительно более высокие результаты.


Напечатанные BBVs также были протестированы на лабораторных мышах, у которых от ишемии страдали задние конечности. Обнаружилось, что BBVs, имплантированные вблизи пораженных кровеносных сосудов, способствуют быстрому выздоровлению — они действовали как форма трансплантата кровеносных сосудов, а также как система доставки лекарств, которая обеспечивала среду, способную стимулировать развитие EPCs в функциональную сосудистую ткань.

Результаты тестирования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials. Данная технология открыла новые возможности, которые включают регенерацию от ишемических заболеваний, замену поврежденных кровеносных сосудов, прямое создание предваскуляризированной ткани/органов и строительство сосудистых моделей.