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 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,...
Уголовное дело возбуждено в отношении избившего женщину на глазах у ребенка водителя Mercedes В Кирове хозяин «мерседеса», бывший чиновник, напал на молодую маму с ребенком. Он нанес автовладелице несколько ударов по голове и скрыл...
🧙♀ Гороскоп на сегодня, 3 июня, для всех знаков зодиака Сегодня 3 июня, и этот день подойдет для того, чтобы навести порядок как в мыслях, так и в делах. Многое станет на свои места, если вы будете действо...
Никакого отдыха, одни нервы: туристы оставили честный отзыв об отдыхе на Азовском море Никакого отдыха, одни нервы: туристы оставили честный отзыв об отдыхе на Азовском море Путешественники из Челябинской области поделились непростым оп...
«Словно под гипнозом»: Сергей Пенкин раскрыл свой секрет на миллион «Словно под гипнозом»: Сергей Пенкин раскрыл свой секрет на миллион Многие с особым трепетом ждали телепрограммы Валерии Кудрявцевой «Секрет на милли...
Россиянам существенно сократили выдачу кредитных карт Количество новых выданных кредитных карт в январе — апреле 2025 года составило 4,35 млн единиц. По данным Национального бюро кредитных историй (НБКИ)...
В Сбере рассказали, за сколько сейчас можно купить самое доступное жилье в Москве Самое доступное жилье в Москве на вторичном рынке можно купить за 3,2 млн рублей. К такому выводу пришли эксперты сервиса Сбера «Домклик», проанализи...
Плющев о Ларионове в СКА: «Для него это работа на новом уровне. Байки про Боумэна уже не прокатят – нужны мощные истории про легенд Ленинграда или СССР» Новый совет директоров клуба из Санкт-Петербурга отправил в отставку Романа Ротенберга, возглавлявшего команду с января 2022 года. – Ларионов приходи...
Клубы РПЛ хотят сохранить «Пари НН», Индзаги ушел из «Интера» к саудовцам, Ротенберг может спасти «Витязь», изменили правило пенальти, Великобритания готова судиться с Абрамовичем и другие новости 1. Факел», «Оренбург», «Пари НН» исключены из РПЛ в рамках обязательной процедуры, при этом 13 команд выступили за сохранение нижегородцев в лиге. Пр...
Продюсер, бывший муж сестры Гуфа: стало известно, за кого вышла замуж дочь миллиардера Элен Манасир Раскрыта личность нового супруга 35-летней Элен (при рождении Елена) Манасир — им оказался 55-летний Михаил Микоц. Об этом пишет телеграм-канал "Адол...
"Был долгий брак, абсолютно по любви". Светлана Бондарчук о дочери с особенностями развития, суррогатном материнстве и бывшем муже Фёдоре Бондарчуке 56-летняя Светлана Бондарчук дала развёрнутое интервью Саше Сулим. В нём она рассказала о своей дочери от Фёдора Бондарчука Варваре, которая родилась...
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...
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,...
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...
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...
Как сервис по подбору займов помогает желающим взять в долг? Давайте начнем с простого вопроса: сколько раз вы терялись в выборе, например, смартфона? Переходя от одного сайта к другому, сравнивая характеристик...
Психология и педагогика дошкольного образования Дошкольное образование – это фундамент личности, период интенсивного формирования когнитивных, эмоциональных и социальных навыков. Психология и педаг...
Александр Овечкин подарил Валентине Матвиенко клюшку и свою футболку в пакете из ЦУМа Александр Овечкин посетил Совет Федерации, где встретился со спикером Валентиной Матвиенко. 39-летний капитан "Вашингтон Кэпиталз" подарил ей свою иг...
"Она в лучшей эре, драмы стало меньше". Анджелина Джоли отпраздновала 50-летие в узком кругу с детьми Анджелина Джоли отпраздновала 50-летие. По данным западных СМИ, свой праздник одна из самых известных актрис современности, которая недавно завершила...
Фонд Юрия Лужкова поможет воплотить научные идеи победителей «АртПрома» 21 мая в Самаре стартовал международный фестиваль креативных технологий «АртПром», организованный Фондом всестороннего развития детей и молодежи «От ...
Фонд Юрия Лужкова поддержит грантом молодых инженеров и изобретателей на фестивале «АртПром» Фонд Юрия Лужкова примет участие в международном фестивале креативных технологий «АртПром» и предоставит премию в размере 300 тысяч рублей для поддер...
Как изменятся нейросети в ближайшем будущем? Нейросети не просто станут умнее — это логично и очевидно. Скорее важно то, что пользоваться ими будет гораздо проще, а значит, они получат еще больш...
Предварительный обзор HONOR Magic 8: чего ждать от новых флагманов HONOR Смартфоны HONOR всегда привлекают к себе массу внимания. И, конечно, это в полной мере касается таких интересных флагманов, как HONOR Magic 8. Всевоз...
Инвестор «Черноморца» Шишкарев о матче с «Сочи»: «Была попытка манипуляции результатом. Вы люди умные, все понимаете. Подлость и предательство» В заключительном туре Мелбет Первой лиги «Черноморец» дома обыграл «Сочи» со счетом 2:1. «Черноморец» (64 очка) занял третье место, получив право сыг...
Цены на нефть растут на фоне падения запасов нефти в долларах и США Нефть выросла в среду на фоне ослабления доллара, сокращения запасов сырой нефти в США и того, что Великобритания одобрила еще одну вакцину от корона...
Одноконтурный или двухконтурный котел для частного дома: какой лучше? Процесс сборки, подключения и налаживания отопительного оборудования лучше всего доверить профессионалам и опытным в этой сфере специалистам. Но, есл...
Как изменятся нейросети в ближайшем будущем? Нейросети не просто станут умнее — это логично и очевидно. Скорее важно то, что пользоваться ими будет гораздо проще, а значит, они получат еще больш...
Кроссовер Peugeot 2008 провалил краш-тест Южноамериканская ассоциация Latin NCAP проверила безопасность Peugeot 2008 аргентинской сборки, который продают в Бразилии. Результат оказался намног...
Nissan подал заявку на регистрацию брендов Infiniti, Nismo и Datsun в России Это не означает, что японский автопроизводитель вознамерился вернуться — патент защищает названия от использования другими компаниями. Так или иначе,...
Учёные представили беспрецедентный объём данных о радиоизлучении спутников Starlink. Исследование раскрывает опасность мегасозвездий для астрономии Группа учёных опубликовала результаты самого масштабного на сегодняшний день исследования воздействия излучения спутников Starlink на радиоастрономию...
Запуск телескопа «Нэнси Грейс Роман» приближается – пройден критический этап тестирования Стало известно о успешном завершении вибрационных испытаний центральной части космического телескопа «Нэнси Грейс Роман» (NASA). Это ключ...
Коуча Филиппа Киркорова Инну Тлиашинову заочно арестовали и объявили в розыск из-за неуплаты налогов на полмиллиарда рублей Блогера и коуча Филиппа Киркорова Инну Тлиашинову, которая также называет себя "экспертом по подсознанию", заочно арестовали и объявили в межгосударс...
"Вера вела себя как типичный эгоистичный муж". В сети жалеют бывшего мужа Веры Полозковой*, которая обвинила его в многолетнем абьюзе Вера Полозкова*, которая недавно рассказала о многолетнем абьюзе со стороны бывшего мужа Александра Бганцева, вновь дала интервью на эту тему. Однако...
Центры обработки данных увеличили расходы на 9,4 млрд долларов в крупнейшей сети США Растущие потребности центров обработки данных в энергии обуславливают напряженность в условиях спроса и предложения. Быстрое развитие центров обработ...
Представлена новая отечественная зарядная станция для отелей Ведущий российский производитель интеллектуальных приборов учёта и зарядной инфраструктуры «НАРТИС» (входит в промышленную Группу «НЭК») выпустил нов...
Эксперты ждут очередного Золотого мяча для Месси После триумфального выступления на футбольном чемпионате мира в Катаре лидер сборной Аргентины Лионель Месси стал основным претендентом на главную ин...
Топ-5 самых дорогих футболистов РПЛ составляют игроки «Зенита» Пока элитный футбольный дивизион России – Премьер-лига, находится на зимних каникулах, эксперты футбольного финансового рынка обновили ориентировочну...
Политический деятель и меценат Игорь Пушкарев Игорь Пушкарев – это имя, которое знакомо каждому, кто следит за политической и деловой жизнью России. Этот выдающийся политик, предприниматель, канд...
Председатель ВЭБ.рф Игорь Шувалов Функционал ВЭБ.РФ регламентируется федеральным законом «О государственной корпорации развития ВЭБ.РФ» и подчинён задаче поддержки экономического разв...
Разработка и техническая поддержка сайтов на 1С-Битрикс: всё, что нужно знать Если вы задумываетесь о создание сайтов для бизнеса или уже являетесь счастливым владельцем интернет-платформы, скорее всего, вы слышали про 1С-Битри...
Как сервис по подбору займов помогает желающим взять в долг? Давайте начнем с простого вопроса: сколько раз вы терялись в выборе, например, смартфона? Переходя от одного сайта к другому, сравнивая характеристик...
Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...
Samsung готовится к выпуску One UI 8 В то время как One UI 7 все еще находится в разработке, Samsung уже почти завершила работу над One UI 8. Бренд начал программу бета-тестирования ново...
Nintendo официально выпустила Switch 2: цена, характеристики и игры Компания Nintendo представила новую портативную консоль Switch 2. Устройство поступило в продажу 5 июня 2025 года и стало логичным продолжением попул...
«NASA снова придется обратиться к России, чтобы добираться до МКС и обратно». Отмена госконтрактов со SpaceX Маска может поставить США в зависимость от России Угрозы Дональда Трампа разорвать государственные контракты со SpaceX на фоне его конфликта с Илоном Маском могут привести к тому, что США станут зави...
Девять женщин обвинили Джареда Лето в груминге и непристойном поведении В Airmail вышел материал о 53-летнем Джареде