Вторник, 19 марта, 2024 | USD: 91,98 EUR: 100,24

Ученые создали “программируемые” органы человека

3D-Printed_Organs-on-chip_Help_Humans_Create_Effective_Medicine_See_Deseases_Work

Авторами серьезной исследовательской и практической работы стали специалисты из Гарвардского Университета с кафедры биоинженерии.

3D-Printed_Organs-on-chip_Help_Humans_Create_Effective_Medicine_See_Deseases_Work

Работа над изучением особенностей, форм и разновидностей различных заболеваний, оказывающих прямое влияние на работоспособность отдельных человеческих органов и систем, отнимает чудовищное количество времени и усилий медиков и ученых, которые благодаря результатам кропотливых исследований американских исследователей теперь сократятся до считанных недель в каждом отдельном случае. Согласно обнародованной на страницах научно-аналитического издания Nature Materials информации, группе стипендиатов Гарварда удалось сделать фантастический прорыв в деле искусственного создания “живых” копий человеческих органов, распечатанных на специальном биологическом 3D-принтере. Ультрасовременная технология, “скрещенная” с возможностями современной медицины, позволяет в буквальном смысле “печатать” на принтере живые клетки в различных комбинациях, при этом вышедший из лотка печатного устройства органический материал является “программируемым” и оснащен необходимыми для исследований сенсорами и датчиками.

Созданные учеными из США “программируемые” органы названы “органами-на-чипе”, что полностью раскрывает основную суть научного изобретения. Технология 3D-печати с применением органических материалов открывает возможности по построению легко изменяемых и “настраиваемых” с точки зрения структуры систем, включающих человеческую кожу, мышцы и ткани. Об особенностях и перспективах дальнейшего использования новейшей технологии рассказал Йохан Ульрик Линд, автор научно-исследовательской работы и стипендиат Гарварда. Параллельно Линд состоит в звании научного сотрудника в Институте Висс на кафедре биологической инженерии, входящей в структуру Гарвардского Университета. По словам ученого, разработанная в ходе многолетней исследовательской работы микротехнология “открывает новые возможности для экстракорпоральной тканевой инженерии, токсикологии и исследований в области изучения воздействия лекарственных препаратов на человека”. Чтобы понять истинный подтекст изобретения специалистов из-за океана, потребуется вникнуть в принцип “действия” распечатанных на трехмерном принтере органов-на-чипе.

Технически искусственные органы, создание которых полностью программируется на всех этапах подготовки материалов, представляют собой физическую структуру созданных на компьютере органических моделей. Последними легко могут стать человеческие органы и целые системы, под воздействием инородных тел и вирусов подвергающиеся серьезным изменениям. Именно отслеживание “работы” вирусных инфекций и других заболеваний, наносящих непоправимый вред здоровью людей, и становится главной целью продолжающихся несколько лет исследований биоинженеров. Главная особенность органа-на-чипе – возможность в режиме реального времени отслеживать происходящие внутри и снаружи процессы с помощью интегрированных в ткань датчиков, “сообщающих” важную информацию посредством специально разработанной для этих целей микрофизиологической системы. Разработка позволяет имитировать микроархитектуру и функции важнейших человеческих органов – легких, сердца, сосудов и кишечника. С точки зрения авторов материала, новая микротехнология позволит отойти от практики проведения экспериментов и смертельных опытов с животными, наиболее соответствующими по строению и функциональным особенностям организму homo sapiens – человека разумного.

Линд, однако, отдельно отметил, что разработанная исследователями из Гарварда технология пока остается чрезвычайно дорогостоящей и требует огромных трудозатрат для изготовления нужного образца ткани. Принцип “распечатки” органа-на-чипе напоминает технологический процесс выпуска сложнейших микросхем – микропроцессоров и сверхсложного серверного оборудования, для изготовления которого вместо “живых” материалов используется “мертвый” кремний. Печать органических тканей осуществляется с помощью многоступенчатого литографического процесса, подразумевающего послойное наложение структурного материала для образования конечного органа – сердца, легкого или образца мышечной ткани конкретной части организма. Главное достижение команды единомышленников из США – создание полностью автоматизированного процесса изготовления материалов из органики, чего до настоящего времени сделать больше никому не удавалось. Более того – биоинженерам удалось серьезно повысить сложность структуры, которую способны печатать специальные биологические 3D-принтеры из разработанных буквально недавно красок для комбинированного мульти-материала.

Другая особенность “программируемого” органа, вышедшего из биологического трехмерного принтера – необходимость изучать его “жизнедеятельность” под сверхмощными микроскопами и сверхбыстрыми видеокамерами – срок “жизни” имеющего органическую основу микроматериала пока очень короток. Тем не менее, изобретение создает уникальную основу для краткосрочных и длительных научных и медицинских экспериментов, позволяющих исследовать воздействие на человеческую ткань и отдельные органы новейших лекарственных препаратов. Кроме этого, изучению можно подвергать и воздействие на них вирусных инфекций, в первую очередь, наиболее опасных вирусов и врожденных заболеваний, от которых сегодня нет эффективных лекарств. После усовершенствования и отработки методики печати “чипованных” органов ученые рассчитывают создать “полнофункциональные инструментальные способы для скрининга лекарственных средств и моделирования течения болезней” в “кусочке” искусственно созданного человеческого организма. Об этом на страницах журнала рассказала Дженнифер Льюис, профессор биоинженерии и соавтор перспективного исследования.

У микрофизиологических “устройств” есть очень важное свойство – способность собирать критически важные и очень необходимые современной науке и медицине данные о работе и происходящих внутри процессах в ходе жизнедеятельности “мини-организма”. Линд подчеркнул, что изобретение становится “по-настоящему ценной платформой для изучения здоровья и болезней человека”, будучи технически совершенным и биологически обоснованным открытием для молодого научно-исследовательского направления – биоинженерии.

<
В Турции помышляют о возрождении Османской империи

В Турции помышляют о возрождении Османской империи

В последние несколько недель конфликт между Анкарой и Багдадом из-за роли Турции

>
За российской флотилией следит весь мир
The_Russian_flotilla_is_the_whole_world

За российской флотилией следит весь мир

Истерия Запада, наблюдающего за морской мощью, демонстрируемой Россией,

Вас может заинтересовать:
Total
0
Share
Mail.ru