В США в списках на пересадку органов находится более 100 000 человек, некоторые из которых будут ждать годами, чтобы получить орган, а некоторые могут не выдержать ожидания. Даже при хорошем соответствии есть вероятность, что организм человека отторгнет орган.
Чтобы сократить периоды ожидания и снизить вероятность отторжения, исследователи в области регенеративной медицины разрабатывают методы использования собственных клеток пациента для изготовления персонализированных сердец, почек, печени и других органов по требованию.
Обеспечение того, чтобы кислород и питательные вещества могли достичь каждой части недавно выращенного органа, является постоянной проблемой. Исследователи из Стэнфорда создали новые инструменты для проектирования и 3D-печати невероятно сложных сосудистых деревьев, необходимых для переноса крови по всему органу.
Их платформа, опубликованная 12 июня в Science , генерирует конструкции, которые напоминают то, что мы на самом деле видим в человеческом теле, значительно быстрее, чем предыдущие попытки, и способна преобразовать эти конструкции в инструкции для 3D-принтера.
«Возможность масштабирования биопечатных тканей в настоящее время ограничена возможностью создания для них сосудистой сети — вы не можете масштабировать эти ткани, не обеспечив кровоснабжение », — сказала Элисон Марсден, профессор сердечно-сосудистых заболеваний Дугласа М.
и Нолы Лейшман, профессор педиатрии и биоинженерии в Стэнфорде в школах инженерии и медицины и соавтор статьи.
«Мы смогли заставить алгоритм для создания сосудистой сети работать примерно в 200 раз быстрее, чем предыдущие методы, и мы можем создавать его для сложных форм, таких как органы».
Сосудистая сеть на уровне органов Когда кровь перекачивается в орган тела, она перемещается из большой артерии в более мелкие разветвленные кровеносные сосуды, где она может обмениваться газами и питательными веществами с окружающими тканями.
В большинстве тканей клетки должны находиться на расстоянии толщины волоса от кровеносного сосуда, чтобы выжить, но в тканях с высокими метаболическими потребностями, таких как сердце, это расстояние еще меньше — в кубе размером с миллиметр может быть более 2500 капилляров.
Все эти крошечные кровеносные сосуды в конечном итоге снова соединяются, прежде чем покинуть орган. Эти сосудистые сети не стандартизированы; органы бывают разных форм, и даже между двумя сердцами одинакового размера существует большое разнообразие.
До этого момента создание модели реалистичной сосудистой сети, которая подходит уникальному и сложному органу, было сложным и невероятно трудоемким.
Вместо этого многие исследователи полагались на стандартизированные решетки, которые хорошо работают в небольших моделях тканей, но плохо масштабируются. Марсден и ее коллеги создали алгоритм для создания сосудистых деревьев, которые точно имитируют архитектуру кровеносных сосудов органов, и сделали программное обеспечение доступным для использования любым человеком через свой проект с открытым исходным кодом SimVascular .
Они включили моделирование динамики жидкости, чтобы гарантировать, что сосудистая сеть будет равномерно распределять кровь и успешно сократит время, необходимое для создания сети, при этом избегая столкновений между кровеносными сосудами и создавая замкнутый контур с одним входом и выходом.
«Потребовалось около пяти часов, чтобы создать компьютерную модель дерева для васкуляризации человеческого сердца.
Мы смогли достичь плотности, при которой любая клетка в модели находилась бы на расстоянии около 100–150 микрон от ближайшего кровеносного сосуда, что довольно хорошо», — сказал Закари Секстон, научный сотрудник в лаборатории Марсдена и соавтор первой статьи.
Конструкция содержала один миллион кровеносных сосудов.
«Эта задача ранее не выполнялась, и, вероятно, с предыдущими алгоритмами на ее решение ушли бы месяцы». Хотя 3D-принтеры пока не способны печатать такую мелкомасштабную и плотную сеть, исследователи смогли разработать и напечатать сосудистую модель с 500 ответвлениями.
Они также протестировали более простую версию, чтобы убедиться, что она может поддерживать клетки живыми. Используя 3D-биопринтер, который печатает живыми клетками вместо смолы или металла, исследователи создали толстое кольцо, загруженное эмбриональными клетками почек человека, и построили сеть из 25 сосудов, проходящих через него.
Они прокачали жидкость, загруженную кислородом и питательными веществами, через сеть и успешно сохранили большое количество клеток в непосредственной близости от сосудистой сети.
«Мы показываем, что эти сосуды можно проектировать, печатать и они могут поддерживать клетки живыми», — сказал Марк Скайлар-Скотт, доцент кафедры биоинженерии и соавтор статьи.
«Мы знаем, что нужно работать над ускорением печати, но теперь у нас есть этот конвейер для очень эффективного создания различных сосудистых деревьев и создания набора инструкций для их печати».
Биопечатное сердце Исследователи быстро отмечают, что эти сосудистые сети пока не являются функциональными кровеносными сосудами — это каналы, напечатанные с помощью 3D-матрицы, но в них нет мышечных клеток, эндотелиальных клеток, фибробластов или чего-либо еще, что им нужно для самостоятельной работы.
«Это первый шаг к созданию действительно сложных сосудистых сетей», — сказал Доминик Рютше, научный сотрудник в лаборатории Скайлар-Скотт и соавтор статьи.
«Мы можем печатать их с невиданной ранее сложностью, но они пока не являются полностью физиологическими сосудами. Мы работаем над этим». Превращение этих конструкций в функционирующие кровеносные сосуды — лишь один из многих аспектов биопечати функционирующего человеческого сердца, над которым работают Скайлар-Скотт и его коллеги.
Они также изучают, как побудить самые маленькие кровеносные сосуды — те, которые слишком малы или слишком близко расположены для печати — расти самостоятельно, улучшая возможности 3D-биопринтеров, делая их более быстрыми и точными, и выращивая огромное количество клеток, которое им понадобится для печати целого сердца.
«Это критически важный шаг в процессе», — сказала Скайлар-Скотт.
«Мы успешно сгенерировали достаточно клеток сердца из человеческих стволовых клеток, чтобы напечатать целое человеческое сердце, и теперь мы можем спроектировать хорошее, сложное сосудистое дерево, чтобы поддерживать их питание и жизнь.
Сейчас мы активно соединяем их: клетки и сосудистую сеть в масштабе органа».
Рубрика: Наука. Читать весь текст на android-robot.com.
Где применяется струя бобра? Струя бобра – это уникальное натуральное средство, которое добывается из желез бобров. Используется в различных областях, включая медицину, парфюмери...
Valve официально прекратила поддержку CS:GO Компания Valve объявила о прекращении поддержки легендарной игры Counter-Strike: Global Offensive с 1 января 2024 года.С начала нового года компания ...
CS2: борьба за 200 тыс. долларов. Кто победит? В данной статье вы увидите обзор финалистов Elisa Masters Espoо 2023, а также общую информацию по турниру! Турнир Elisa Masters Espoo 2023 – это круп...
Без кредитов и компромиссов: Наталья Штурм похвасталась трехэтажным домом в Подмосковье Певица Наталья Штурм стала хозяйкой загородного дома в Подмосковье. Об этом она сообщила в личном блоге. По словам Штурм, она приобрела дом без ипоте...
Пострадавших при обрушении моста на поезд в Брянской области детей доставят в Москву Детей, пострадавших при крушении моста на пассажирский поезд в Брянской области, доставят авиамедицинской бригадой в Москву. Информацию подтвердил ст...
Умер отец Рианны, с которым певица была в сложных отношениях На 71-м году жизни умер отец 37-летней Рианны, Рональд Фенти. Об этом сообщает Page Six.По информации издания, Рональда не стало в субботу, 31 мая. П...
"Абсолютная пошлость". Николай Цискаридзе о фильме "Анора", скандальном дебюте Марии Шуваловой в Большом театре, Максиме Галкине* и Алле Пугачёвой 51-летний Николай Цискаридзе дал развёрнутое интервью Лауре Джугелии. В нём он высказался о недавнем скандале вокруг дебюта в Большом театре Марии Шу...
Чистка зубов ультразвуком. За и против Терапевтическая стоматология рекомендует чистить зубы ультразвуком, так как он помогает эффективно удалить с них налет и камень. Ультразвуковая чистк...
Где купить пульсоксиметры? Пульсоксиметр — это небольшой диагностический прибор, который измеряет уровень кислорода в крови и частоту пульса. Он помогает быстро оценить насыщен...
«Газпромнефть-СМ» расширяет поддержку промышленности Красноярского края Автор фото: Стоян Васев «Газпром нефть» и правительство Красноярского края договорились о расширении сотрудничества в сфере поставок моторных и индус...
Что такое дроны на оптоволокне и зачем они нужны. Объясняем простыми словами Дрон на оптоволокне — беспилотный летательный аппарат (БПЛА), соединённый с наземной станцией управления с помощью сверхтонкого и гибкого оптоволокон...
Reuters узнало, что потребует Украина на переговорах в Стамбуле 2 июня Представители Киева на встрече с делегацией России 2 июня будут настаивать на 30-дневном перемирии и на том, чтобы к переговорам присоединились США и...
Умер отец Рианны, с которым певица была в сложных отношениях На 71-м году жизни умер отец 37-летней Рианны, Рональд Фенти. Об этом сообщает Page Six.По информации издания, Рональда не стало в субботу, 31 мая. П...
"Абсолютная пошлость". Николай Цискаридзе о фильме "Анора", скандальном дебюте Марии Шуваловой в Большом театре, Максиме Галкине* и Алле Пугачёвой 51-летний Николай Цискаридзе дал развёрнутое интервью Лауре Джугелии. В нём он высказался о недавнем скандале вокруг дебюта в Большом театре Марии Шу...
Продажа техники Apple: как выбрать, где купить и выгодно продать Кажется, Apple уже давно стала синонимом слов «стиль», «качество» и «инновация». Но как быть, если вы решили обновить с...
Как выбрать аутсорс-команду, которая не провалит проект Заказчики часто сомневаются в надёжности агентств — боятся срывов сроков, перерасхода бюджета и низкого качества кода. Особенно остро эта проблема ст...
Чистка зубов ультразвуком. За и против Терапевтическая стоматология рекомендует чистить зубы ультразвуком, так как он помогает эффективно удалить с них налет и камень. Ультразвуковая чистк...
Где купить пульсоксиметры? Пульсоксиметр — это небольшой диагностический прибор, который измеряет уровень кислорода в крови и частоту пульса. Он помогает быстро оценить насыщен...
Olimpbet считает, что Бублика ждет серьезная проверка в матче за четвертьфинал «Ролан Гаррос» На Открытом чемпионате Франции стартовала решающая неделя. Единственным казахстанцем на главном грунтовом соревновании сезона остается Александр Бубл...
Появились подробности о новом субкомпактном кроссовере Mazda На подходе новая модель японского бренда, которой прочат индекс CX-20 — она должна заменить собой CX-3. Первые изображения новинки появились в Сети е...
Дилеры выступили против прямых продаж автомобилей с завода Такую схему в настоящее время использует, к примеру, АвтоВАЗ: модели Lada можно купить онлайн напрямую у автопроизводителя без посредников по рекомен...
Алина Зиннатуллина рассказала о трендах развития инфлюенс-рынка Основатель и генеральный директор продюсерского центра «Инсайт Люди» Алина Зиннатуллина дала эксклюзивные комментарии редакции Sostav о ключевых тенд...
Antminer L9 17G: идеальный выбор для майнинга Litecoin и Dogecoin Когда речь заходит о профессиональном майнинге, Antminer L9 17G мгновенно привлекает внимание. Это мощный инструмент, который позволяет добывать крип...
WWDC 2025: Apple не будет делать большой акцент на ИИ во время презентации За неделю до начала ежегодной конференции Apple Worldwide Developers Conference 2025 (WWDC) стали известны новые подробности о ключевых анонсах компа...
Xiaomi представила SU7 Ultra Track Edition — самую экстремальную версию своего первого электромобиля На автосалоне Greater Bay Area Auto Show 2025 компания Xiaomi показала новую трековую модификацию своего седана SU7 — версию SU7 Ultra Track Edition....
Психология Прибыльного Трейдера: ЧЕК-ЛИСТ [подробный план по шагам] Психология трейдера — ключевой элемент, который отличает убыточного «игрока» от стабильного профессионала. Ранее на этом сайте мы уже говор...
Паттерны DBLHC и DBHLC | Price Action Сегодня продолжим рассматривать разворотные паттерны Прайс Экшн — DBLHC и DBHLC. Использовать в трейдинге их совсем не сложно, поэтому эта стра...
Топ 5 - Лучшие проекторы с аккумуляторами За яркость проекторов с аккумуляторами приходится переплачивать в 3-6 раз больше по сравнению с обычными моделями, поэтому приобретать такой проектор...
ТОП 5 - Лучшие LED/LASER проекторы для домашних кинотеатров LED/LASER проекторы пока так и не приблизились по ценам к ламповым моделям, а их уже вытесняют большие телевизоры, которые стремительно дешевеют Наст...
Обзор системы жидкостного охлаждения Thermalright Frozen Infinity 360 White Вы заметили, насколько доступными стали системы жидкостного охлаждения формата AIO? Пару лет назад за 50-60$ в магазинах не так уж и просто было найт...
В Гагарине подрядчик сорвал сроки капремонта моста На совещании, проведенном главой района, принято решение «регулярно мониторить ход выполнения работ» В Гагарине подрядчик сорвал срок капит...
Аглая Тарасова вышла в свет с предполагаемым бойфрендом Антоном Филипенко Аглая Тарасова и Антон Филипенко, которых подозревают в романе, появились вместе на публике. Пара в компании Юрия Колокольникова посетила фестиваль "...
"Я смирилась". Агата Муцениеце возобновила общение с сыном Агата Муцениеце возобновила общение с сыном Тимофеем на фоне новостей о том, что он хочет провести с ней лето. Об этом 36-летняя актриса сама рассказ...
В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...
Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...
Отказался от дыхания: учёные обнаружили гриб, способный выживать и размножаться в условиях, имитирующих марсианскую поверхность Грибок Rhinocladiella similis, известный устойчивостью к экстремальным условиям, выжил в эксперименте, имитирующем среду Марса. Группа исследователей...
Корея и Литва запустят пять спутников к Венере вместо отменённых миссий NASA Южнокорейский Институт фундаментальных наук (IBS) и литовская компания NanoAvionics приступили к созданию серии из пяти 8U-кубсатов (1 модуль, 1U, им...
Топ 5 - Лучшие проекторы с аккумуляторами За яркость проекторов с аккумуляторами приходится переплачивать в 3-6 раз больше по сравнению с обычными моделями, поэтому приобретать такой проектор...
ТОП 5 - Лучшие LED/LASER проекторы для домашних кинотеатров LED/LASER проекторы пока так и не приблизились по ценам к ламповым моделям, а их уже вытесняют большие телевизоры, которые стремительно дешевеют Наст...
В Брянской области открыли современный военный госпиталь В Брянской области в рамках программы Министерства обороны по строительству, реконструкции и капитальному ремонту объектов военной медицины построен ...
Брянский общественник после ответа замгубернатора Свинцова не может понять мы живем по закону или по понятиям Известный в Брянске общественник Александр Лебедев написал письмо брянским функционерам, своё впечатление от ответа он разметил публично. Приводим ег...
В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...
Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...
Toyota Motor выкупит Toyota Industries — ключевого поставщика запчастей для автомобилей Toyota — за 33 миллиарда долларов. Акционеры Toyota Industries считают сумму сделки заниженной Toyota Motor объявила о намерении выкупить компанию Toyota Industries — ключевого поставщика деталей для автомобилей японской компании (но и не...
Nintendo стремится повторить успех Switch с новой консолью Nintendo надеется повторить ошеломительный успех Switch, когда ее новая консоль более высокого уровня поступит в продажу в четверг. Ожидается, что пе...
Китайские автопроизводители получили суровое предупреждение о «ценовой войне» после скидок Ведущая отраслевая группа выступила с резкой критикой в адрес автопроизводителей, разжигающих «ценовую войну», спустя неделю после того, как китайс...
Судья Google Search изучает возможности искусственного интеллекта в разрешении судебных споров Федеральный судья, который будет решать, как ограничить монополию Google в поиске, также учитывает ее преимущества в области искусственного интеллект...
Китайские автопроизводители получили суровое предупреждение о «ценовой войне» после скидок Ведущая отраслевая группа выступила с резкой критикой в адрес автопроизводителей, разжигающих «ценовую войну», спустя неделю после того, как китайс...
Nintendo стремится повторить успех Switch с новой консолью Nintendo надеется повторить ошеломительный успех Switch, когда ее новая консоль более высокого уровня поступит в продажу в четверг. Ожидается, что пе...
Китайские автопроизводители получили суровое предупреждение о «ценовой войне» после скидок Ведущая отраслевая группа выступила с резкой критикой в адрес автопроизводителей, разжигающих «ценовую войну», спустя неделю после того, как китайс...
Чистка зубов ультразвуком. За и против Терапевтическая стоматология рекомендует чистить зубы ультразвуком, так как он помогает эффективно удалить с них налет и камень. Ультразвуковая чистк...
Где купить пульсоксиметры? Пульсоксиметр — это небольшой диагностический прибор, который измеряет уровень кислорода в крови и частоту пульса. Он помогает быстро оценить насыщен...
Биткоин повернулся к росту, а Ethereum продолжает биться с 200-дневной MA Влияние на рынок:2Картина рынкаКапитализация рынка на уровне $3.32 трлн. сохраняется примерно на том же уровне, что днём ранее. С началом нового меся...
Доллар завершил отскок, вернувшись к долгосрочному снижению Влияние на рынок:3Американский доллар укреплял важность поддержки, отскакивая в начале недели от уровней вблизи 98.7. Доллар выкупают из этой области...
Агата Муцениеце вышла в свет с округлившимся животом на фоне слухов о беременности Агата Муцениеце вышла в свет с округлившимся животом на фоне слухов о беременности. Актриса посетила XII Забайкальский международный кинофестиваль в ...
Настя Ивлеева погасила все долги перед налоговой 34-летняя Настя Ивлеева, которая недавно сыграла свадьбу с Филиппом Бегаком, погасила все долги перед Федеральной налоговой службой. Об этом сообщает...
Где купить цифровую видеокамеру в Москве? Все цифровые камеры создают цифровые изображения, которые можно сохранить при необходимости на компьютере. Они выполняют быструю съемку и передачу из...
Расход воды в системах очистки: особенности работы мембранной фильтрации Современные технологии водоподготовки позволяют получать питьевую воду превосходного качества. Наиболее эффективным методом считается обратный осмос,...
Любовь, интриги, Босфор: секреты успеха турецких фильмов и сериалов Первый турецкий фильм, снятый в 1914 году, стал началом большой истории турецкого кино. Его расцвет наступил в 1950-х, когда киностудии выпускали до ...
Почему мы так любим индийское кино? Индийское кино — это удивительный мир, в котором переплетаются традиции и современность, драма и комедия, музыка и танец. С момента своего появления ...
Международный аэропорт «Жуковский» расширяет географию полетов Международный аэропорт «Жуковский» расширяет географию полетов. С 7 июня 2025 года авиакомпания «Уральские авиалинии» приступает к выполнению еженеде...
Размер и срок ипотеки на максимуме, банки резко снизили долю отказов. Главные события ипотечного рынка Аналитик Банки.ру Артур Хачатрян рассказывает об основных трендах и событиях на ипотечном рынке в мае и об изменениях, которые планируются в краткоср...
«Почему он не в колонии?»: Известный адвокат возмущена «щадящим» условным сроком для Навального Лидеру ФБК в 2017 году продлили испытательный срок до 2020 года. Адвокат Сталина Гуревич вновь призывает МВД обратить пристал