Вчені створили біочорнило для 3D-друку

Дослідники з Інституту біомедичних інновацій Терасакі розробили біочорнила, що дозволяють покращити конструкції штучних скелетних м’язів, надрукованих на 3D-принтері. Технологія відкриває напрямок для нових методів лікування для людей з м’язовими ушкодженнями через травми, хвороби або хірургічне втручання.

При природному розвитку скелетних м’язів у процесі міогенезу клітини-попередники (міобласти) зливаються разом, утворюючи м’язові трубки, з яких формуються м’язові волокна. При штучному конструюванні м’язів вкрай важливо, щоб функціональність підтримувалася за рахунок структурного вирівнювання м’язових клітин, що дозрівають, і підвищення їх виживання.

Щоб імітувати міогенез, дослідники розробили біочорнила з інсуліноподібним фактором росту-1 (IGF-1). Це гормон з молекулярною структурою, подібною до інсуліну, який, поряд з гормоном росту управляє зростанням і розвитком кісток і тканин.

Через три дні після біодруку м’язових конструкцій міобласти виявились життєздатними: клітини не пошкодилися. Вчені спостерігали посилення вирівнювання міобластів та злиття клітин-попередників з утворенням м’язових трубочок, які були значно довшими та ширшими в конструкціях, що містять IGF-1.

Через 10 днів після біодруку сформована тканина почала мимоволі скорочуватися. Амплітуда скорочень була значно вищою в областях, що включають уповільнене вивільнення IGF-1.

Дослідники імплантували надруковані на 3D принтері м’язові конструкції мишам. Експеримент показав, що тканини, надруковані з використанням гормону, забезпечували прискорену регенерацію м’язової тканини, а готові тривимірні скорочувальні структури майже не відрізнялися від природних м’язів.

Нагадаємо — група вчених наукового інституту RIKEN (Японія) розробила пристрій, який за допомогою шару гідрогелю створює складні тривимірні органи. Метод передбачає розміщення шарів гідрогелів — речовин, що складаються переважно з води — з різними фізичними та хімічними властивостями всередині посудини у формі куба. У такий спосіб дослідники можуть скласти уявлення, як препарати переміщуються різними тканинами. Технологія також допомагає зрозуміти процес розвитку органів.