Медицинские исследователи использовали 3D принтер для печати трахеального хряща

Ученые из Института медицинских исследований Файнштейна успешно разработали трахеальный хрящ, используя принтер для 3D печати MakerBot. С помощью трехмерной технологии команда исследователей быстро и недорого создала прототип биопротеза и даже использовала его для создания бюджетного биореактора для облегчения роста клеток.

Как известно, повреждение трахеи может быть вызвано различного рода травмами, включая опухоли, что, как правило, трудно поддается лечению. Традиционные методы хирургии трахеи ограничены, особенно у детей, поскольку размеры для реконструкции очень ограничены. Если удалить слишком большой участок трахеи, то в результате может наступить потенциально катастрофическое осложнение.

Таким образом, врачи смогут имплантировать 3D-печатный трахеальный хрящ, выращенный из смеси клеток под названием хондроциты, а также питательных веществ для роста клеток хряща и коллагена. При создании данного биопротеза исследователи придерживались основного принципа, который предусматривает, чтобы хрящ был достаточно прочным для выдерживания давления во время кашля или чихания, а также гибким, чтобы позволять свободно двигаться шее пациента.

Чтобы выращенные здоровые клетки принимали правильную форму, ученые напечатали на MakerBot Replicator 2X Experimental 3D принтере каркас, который в последствии был покрыт био-чернилами из подготовленной смеси клеток.

Процесс изготовления прототипа трахеального хряща прошел множество этапов, прежде чем стать подходящим имплантатом. С помощью изменений и проб команда избежала покупки дорогого специального биопринтера, обнаружив, что стандартный 3D принтер MakerBot вполне может подойти для использования в биопротезировании, предлагая нить PLA и свою головку экструдера, которая при нагреве стерилизует материал во время построения.

На печать 5-сантиметрового участка трахеи ушло менее 2-х часов, после чего он был помещен в биореактор, который действует по подобию гриля, сохраняя клетки при оптимальной температуре и позволяя им расти равномерно.

Несмотря на то, что эксперимент прошел успешно, требуются и дальнейшие исследования прежде, чем он сможет быть реализован на практике. Тем не менее, этот шаг имеет огромный потенциал в развитии хирургии.