O metodă de modelare rapidă a unei rețele de vase pentru imprimarea 3D a organelor, dezvoltată

Persoanele cu insuficiență de organ au adesea nevoie de transplant, însă doar 10% din cererea globală este satisfăcută. Pentru a acoperi această nevoie, oamenii de știință dezvoltă metode de imprimare 3D a organelor în laborator. Totuși, aceste organe necesită o rețea de vase de sânge pentru a rămâne viabile, iar metodele experimentale existente pentru proiectarea acestor rețele durează zile sau chiar săptămâni, transmite naukatv.ru.

Pentru a rezolva această problemă, inginerii biologici au creat un model computațional capabil să proiecteze astfel de rețele pentru orice organ, pe baza unei legi matematice care descrie ramificarea vaselor de sânge în capilare.

Metoda a fost testată cerând modelului să proiecteze o rețea de 25 de vase pentru o structură inelară cu lățimea de un cm, imprimată din celule renale. Sarcina a fost îndeplinită în doar câteva minute.

Rețeaua vasculară calculată a fost imprimată în interiorul inelului, folosind particule de gelatină rece. Ulterior, structura a fost încălzită la 37 °C, ceea ce a făcut ca gelatina să se topească, formând o rețea de canale goale cu lățimea de un milimetru, analogic vaselor de sânge. Prin aceste canale a fost pompată o soluție care conținea oxigen și nutrienți, pentru a simula fluxul sanguin normal.

După o săptămână, structura inelară conținea de aproximativ 400 de ori mai multe celule vii în comparație cu o structură identică fără vase, dar scufundată în același lichid care imită sângele.

„Am reușit să menținem viabilitatea celulelor aflate în apropierea vaselor”, a declarat cu satisfacție profesoara Alison Marsden de la Universitatea Stanford.

Din păcate, celulele situate mai departe au murit, deoarece imprimarea vaselor mai mici și mai ramificate, necesare pentru hrănirea acestor zone, nu este deocamdată posibilă. Cercetătorii caută soluții pentru această limitare.

„Ei extind cu siguranță limitele posibilului”, afirmă profesorul Hugues Talbot de la Universitatea Paris-Saclay din Franța.

Pe viitor, această abordare va permite proiectarea unei rețele vasculare pentru un organ de dimensiuni reale în câteva ore, și nu în zile sau săptămâni, a adăugat el. „Rețelele vasculare proiectate astfel vor putea în viitor să înlocuiască sau cel puțin să completeze organele crescute în laborator”, a adăugat el.

Înainte de asta, cercetătorii trebuie să dezvolte metode de imprimare a acestor rețele vasculare pentru organe mari. Potrivit lui Marsden, dacă totul va merge bine, în aproximativ cinci ani organele imprimate 3D vor fi testate pe porci.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.