Новые биочернила, содержащие стволовые клетки, позволяют выполнять трехмерную печать живых тканей, известную как биопечать.Новые биочернила содержат два разных полимерных компонента: натуральный полимер, извлеченный из морских водорослей, и синтетический полимер, используемый в медицине, и оба они сыграли свою роль.Синтетический полимер заставляет биочернила переходить из жидкого состояния в твердое при повышении температуры, а полимер морских водорослей обеспечивает структурную поддержку при введении питательных веществ в клетки.
Ведущий исследователь д-р Адам Перриман из Школы клеточной и молекулярной медицины сказал: «Разработка новых биочернил была чрезвычайно сложной задачей. Вам нужен материал, пригодный для печати, достаточно прочный, чтобы сохранять свою форму при погружении в питательные вещества, а именно: не вреден для клеток. Нам удалось это сделать, но было много проб и ошибок, прежде чем мы взломали окончательный состав.
«Специальная формула биочернила была выдавлена из модернизированного настольного трехмерного принтера в виде жидкости, которая превращалась в гель при 37 ° C, что позволило создавать сложные живые трехмерные архитектуры».Команде удалось дифференцировать стволовые клетки в остеобласты — клетку, которая секретирует вещество костных (и хондроцитов) клеток, которые секретировали хрящевую матрицу и внедрились в нее, — для создания трехмерных печатных тканевых структур более пяти. недель, включая полноразмерное кольцо хряща трахеи.
Доктор Перриман сказал: «Что было действительно удивительно для нас, так это то, что когда были введены питательные вещества для клеток, синтетический полимер был полностью вытеснен из трехмерной структуры, остались только стволовые клетки и природный полимер морских водорослей. Это, в свою очередь, создало микроскопические поры в структуре, которые обеспечивали более эффективный доступ стволовых клеток к питательным веществам.
Выводы команды, представленные на обложке Advanced Healthcare Materials, в конечном итоге могут привести к возможности печатать сложные ткани с использованием собственных стволовых клеток пациента для хирургических имплантатов костей или хрящей, которые, в свою очередь, могут использоваться при операциях на коленях и бедрах.