Ученые из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона напечатали на 3D-принтере функциональный сокращающийся желудочек сердца из живых клеток миокарда. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.
Созданные учеными гидрогелевые чернила, наполненные желатиновыми волокнами (FIG), позволили напечатать на 3D-принтере работающий желудочек сердца из клеток сердечной мышцы. Полученный конусообразный образец мог сокращаться и расслабляться в ответ на электрическую стимуляцию, подобно настоящему органу.
Чтобы создать чернила FIG, ученые использовали технологию ротационного струйного прядения, подобную процессу изготовления сахарной ваты. Материал при этом может пройти в жидком виде через печатное сопло, но после того, как структура напечатана, она сохраняет свою форму. Это позволяет создавать сложные трехмерные объекты без использования дополнительных вспомогательных материалов или каркасов. Кроме того, при ротационном струйном прядении возможно работать с белками, которые в противном случае разрушались бы электрическими полями при традиционной технике электропрядения.
«По сравнению с настоящим сердцем наша модель желудочка упрощена и миниатюризирована. В настоящее время мы работаем над созданием более реалистичных тканей сердца с более толстыми мышечными стенками, которые могут лучше перекачивать жидкость. Несмотря на то, что образец не такой прочный, как реальная ткань сердца, напечатанный на 3D-принтере желудочек может перекачивать в 5-20 раз больше объема жидкости, чем предыдущие камеры сердца, напечатанные на 3D-принтере», — объяснили авторы.
Отдаленная цель ученых состоит в создании тканей для замены или регенерации поврежденных сердечных структур у людей.
Ранее кардиологи нашли новый способ борьбы с атеросклерозом.