Надрукуй мені нове тіло

Влітку 2015 року в Москві буде представлена ​​штучна щитовидна залоза ... надрукована на 3D-принтері. До 2018 року у нас з'явиться «поліграфічна» нирка. Епіцентр революційних медичних розробок - російська компанія « 3D Біопрінтінг Солюшенс », Яку очолює професор Університету штату Віргінія Володимир Миронов .

НЕ ПИТИ до 2050 року

Що стала мегапопулярной тема вирощування штучних органів, а також 3D-друку їх на спеціальних Біопринтер увійде в наше життя до 2030 року. Від лабораторних розробок до створення цілої інфраструктури проходять роки.

На жаль, любителі пиятик не скоро отримають можливість замінити відпрацьовану печінку на здорову. Але навіть через двадцять років вартість такої процедури навряд чи буде відрізнятися від ціни літака. «Важливо протриматися в цілості до 2050 року і поміняти запчастини, коли технологія стане відпрацьованою і загальнодоступною», - сміється вчений Данила Медведєв, один з лідерів Російського трансгуманістіческого руху (РТД). Трансгуманізм - міжнародний рух, покликане врятувати людство від старості і смерті. Один з напрямків, які активно підтримує РТД, - це вирощування штучних органів, а також їх 3D-друк. Для того щоб розвивати 3D-друк органів, необхідне створення не тільки біоматеріалу, а й сверхточной роботизованої системи. Біопринтер - не просто ящик. Це своєрідний конвеєр, що складається з машини з виробництва стовбурових клітин - «чорнила» для друку, тканинних сфероидов - «будівельних блоків», самого принтера і комп'ютера для створення віртуальних моделей відтворюваних органів. «Машина майбутнього повинна друкувати шкіру та інші органи прямо на живих пацієнтах!» - обіцяє професор Миронов.

Гідрогель ЗАМІСТЬ КАРКАСУ

Технології створення штучних органів об'єднані під назвою «тканинна інженерія». Більшість розробок відштовхується від так званого каркасного методу.

У чому його суть ... Береться колагеновий каркас органу, витягнутого з трупа, «відмивається» хімскладу від чужих клітин і заповнюється стовбуровими клітинами пацієнта. Стовбурові клітини беруться з кісткового мозку, жирової та інших тканин. Таким чином в лабораторних умовах створюється базовий будівельний матеріал для будь-якого органу.

Але тут велика проблема з донорами. Складно знайти донорський орган. За умови дефіциту донорських органів (з трупів) пропонувалися (не виключено, що й апробовувалися) різні скандальні методи. В одному випадку вирощувалася свиня з людської підшлунковою залозою, так звана химера. Потім орган витягувався з витратного матеріалу і оброблявся до отримання «вихолощеної» генового каркаса. Був і ще один, напевно, самий цинічний підхід. Йдеться про людське зародку з пробірки. У процесі лабораторного зачаття крім необхідних генів додається ще один, який відповідає за відсутність голови у ембріона. Тобто ми отримуємо ... ацефал. Потім залишається знайти сурогатну матір, яка виносить плід без голови. На пізньому терміні їй за медичними показаннями дозволять зробити аборт. Юридично все чисто, мати не бажає народжувати нежиттєздатного дитини ... А за фактом вона надає кримінальну послугу. Той, хто цю послугу сплатив, придбав безголовий труп дитини, з якого буде витягнуто необхідний орган і «відмитий» до потрібного каркаса. В майбутньому у такої процедури можуть виникнути мало не стовідсоткове число супротивників і серйозні правові проблеми.

Правда, «колагенової-каркасний» шлях на відміну від 3D-принтинга більш вторований. У 2006 році в Медичній школі університету Уейк-Форест, штат Північна Кароліна, вперше в світі виростили в лабораторії людський сечовий міхур і успішно пересадили його пацієнтові, повідомляє журнал Nature. У 2012 році в Росії професором Паоло Маккіаріні проведена перша в світі трансплантація штучної трахеї і частини гортані з використанням власних клітин пацієнта. Легендарний хірург з 2011 року працює в Росії, в Краснодарській клінічної лікарні №1.

Печінку З ПИВНОГО черевце

Професор Миронов не використовує колагенових каркасів. Їх роль відіграє спеціальний гідрогель, а форму органу задає сам принтер, розташовуючи клітини в потрібному порядку. В процесі друку використовуються різні «чорнило» - підтримує гідрогель, фактори росту, колаген. Принтер завдає об'ємний «малюнок» з десятків тисяч клітин. При цьому не варто чіткого завдання віддрукувати надточну копію органу, його структуру коригує природна програма клітин!

Модель органу ми отримуємо шляхом тривимірного сканування пацієнта. У справі допоможе такий відомий софт, як AutoCAD. Принтер друкує тканинними блоками-сфероїді, як сполучної структури використовується гідрогель. Звичайно, найкращий матеріал - це людські ембріональні стовбурові клітини, з них можна зробити будь-яку живу тканину, але вони заборонені. Зате в розпорядженні вчених так звані індуковані плюрипотентні стовбурові клітини. Робляться вони з кісткового мозку, пульпи зуба або ... жирової тканини пацієнта.

«Соплі» МАЙБУТНЬОГО

Принтер друкує шарами по 250 мікрометрів, більшого розмаху загрожує кисневим голодуванням для клітинного матеріалу. За півгодини можна надрукувати тканинну «болванку» 10х10 сантиметрів, але це ще далеко не орган. Цю тканинної-інженерну конструкцію вчені називають «соплів». До перетворення в орган залишається придбати чітку форму і виконувати функції необхідної «запчастини».

Одна з ключових проблем - дати клітинам доступ до кисню і поживних речовин.

Для цього «заготовка» органу поміщається в біореактор - ємність з контрольованим середовищем, з якої до органу подаються поживні речовини. Умовно кажучи, наприклад, нирка дозріває, дорозвиваються в спеціальній банці. Ще не запущено жодного біореактора для людських органів, але скоро буде зібраний перший прототип, з якого, можливо, вийде перша промислова модель агрегату.

Цілих «надрукованих» людських органів поки немає, але досвідчені зразки повинні з'явитися найближчим часом. Масштабний запуск 3D-друку вирішив би багато проблем на макро- і мікрорівнях. Ноу-хау має прижитися у військовій медицині і медицині катастроф. Як мінімум буде можливість поставити на рану латочку з людських тканин. Другий великий клієнт - фармакологія. Надруковані в необмеженій кількості органи і тканини вирішать більшість фармакологічних проблем.

І звичайно ж 3D-друк назавжди поставить крапку в кримінальному обороті людських органів. 3D-принтери можуть бути в кожній лікарні. Розвиток робототехніки дозволить доставляти головки принтерів всередину хворого, що значно спростить операції із заміни органів.

Професор Миронов впевнений, що майбутнє технології 3D-принтинга за великими медичними центрами, якимись фабриками, конгломератами повного циклу виробництва органів. На даний момент російська компанія «3D Біопрінтінг Солюшенс» з дня на день представить надруковану щитовидну залозу. Це буде точка відриву, після якої вже стануть актуальними є розмови про перехід лабораторної фази в виробничу ...

Марія Рунова

7 березня 2015 р. http://mirnov.ru/rubriki-novostey/nauka-i-tekhnika/napechatai-mne-novoe-telo.html