Основная проблема в биопечати — получение кровеносных сосудов внутри напечатанных тканей. Однако исследователи из штата Пенсильвания нашли альтернативное решение этой задачи: они создали ткань с микропорами, которые обеспечивают диффузию питательных веществ и кислорода в ядро.

«Одна из проблем, связанных с изготовлением тканей, заключается в том, что мы не можем сделать их большими по размеру», — комментирует Ibrahim T. Ozbolat, доцент кафедры технических наук и механики. «Клетки погибают, если питательные вещества и кислород не могут попасть внутрь».

По словам исследователей, создание тканевых строительных блоков с микропорами является альтернативой васкуляризации или выращиванию кровеносных сосудов внутри ткани. Они называют строительные блоки «нитями пористой ткани». В качестве основы были взяты стволовые клетки, полученные из человеческого жира, которые смешивались с альгинатом натрия. Альгинат натрия, взятый из морских водорослей, может быть напечатан в виде крошечных частиц, которые оставляют отверстия или поры в ткани после растворения. Исследователи использовали стволовые клетки и альгинат натрия для 3D печати нитей не дифференцированной ткани, которые затем комбинировали с помощью 3D печати рядом и друг над другом, чтобы сформировать участки ткани.

Затем исследователи подвергли ткань воздействию «химического коктейля», который заставляет дифференцироваться стволовые клетки, что позволяет клеткам превращаться в кости или хрящи. Поры позволяют жидкости течь ко всем стволовым клеткам. По словам исследователей, нити были способны поддерживать 25-процентную пористость и 85-процентную связность пор в течение как минимум трех недель. «Эти участки могут быть имплантированы в кости или хрящи, в зависимости от того, какими клетками они являются», — сказал Ozbolat. «Их можно использовать при остеоартрозе, для пластической хирургии, например, при восстановлении хряща в носовой перегородке, колена и других дефектов».

В настоящее время могут быть сделаны только крошечные участки ткани, но их все же легче изготовить, чем выращивать искусственные ткани на строительных лесах. Исследование было задокументировано в статье, озаглавленной «Нити пористой ткани: бессосудистые строительные блоки для изготовления масштабируемой ткани». Работа имеет большой потенциал для регенерации кости и хряща. Авторы также рассматривают возможность применения их техники для мышц, жира и других видов ткани.