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.
Xiaomi представила внедорожники YU7, YU7 Pro и YU7 Max Xiaomi официально представила YU7 – свою вторую линейку электромобилей после Xiaomi SU7. Серия включает три внедорожника: YU7, YU7 Pro и YU7 Max. Осо...
Представлен Xiaomi Civi 5 Pro – камера Leica, 6000 мАч и чип Snapdragon 8s Gen 4 На презентации в Китае компания Xiaomi представила новое пополнение в линейке Civi – смартфон Civi 5 Pro. Устройство получило топовый чип Snapdragon ...
Анастасия Волочкова впервые побывала в Большом театре после скандального увольнения 20 лет назад Анастасия Волочкова впервые за много лет посетила Большой театр, чтобы проститься с хореографом Юрием Григоровичем, который скончался несколько дней ...
"Лопнул имплант". В сети обсуждают, почему Филипп Киркоров попал в больницу В сети обсуждают новости о госпитализации Филиппа Киркорова. Всё началось после того, как телеграм-канал Mash сообщил, что поп-король российской эстр...
Биржа криптовалют Binance Тому, кто хочет торговать криптовалютой, зарабатывая на этом, нужна надёжная биржа. Это обеспечит спокойствие и уверенность в сохранности денег. Сред...
Что такое платеж Роялти? Платеж роялти это регулярное вознаграждение за использование интеллектуальной собственности. Он применяется в сфере франчайзинга и лицензирования. Ро...
Новый ресурс для любителей спортивных соревнований Любителям активного образа жизни стал доступен новый информационный портал - Сравни спортивные новости. Платформа предлагает актуальные сводки, анали...
Где смотреть матчи НБА, КХЛ и других видов спорта? Сегодня болельщики имеют доступ к спортивным трансляциям с любой точки мира, что связано с постоянным развитием цифровых технологий. Чтобы не пропуст...
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...
Видеоигра Fortnite возвращается в магазин приложений iPhone в США Популярная видеоигра Fortnite вернулась в магазин приложений для iPhone в США, положив конец длительному изгнанию, вызванному юридическим разбиратель...
Google добавляет рекламу в поиск ИИ в битве ChatGPT Google заявила, что начинает встраивать рекламу в свой новый режим искусственного интеллекта для онлайн-поиска. Это стратегический шаг, призванный пр...
Молодежный экофестиваль состоялся в Петербурге на полях НМЭК Санкт-Петербург стал центром притяжения молодых экоактивистов и экспертов: 21 мая здесь прошел масштабный Молодежный экофестиваль «Росатом Экофе...
Воробьёв предложил масштабировать подмосковный сервис подключения объектов к сетям на всю страну По сообщению пресс-службы правительства Подмосковья, инициатива была представлена на заседании президиума Госсовета под председательством президента ...
Аппаратная замена масла акпп Аппаратная замена масла в АКПП предполагает полную замену масла для поддержания работы АКПП и продления срока её эксплуатации. К основным преимуществ...
Специальная мойка Чистый воздух Чистый воздух В мире загрязнение воздуха становится всё более актуальной проблемой, обеспечение чистоты является серьезной задачей. Чтобы улучшить ка...
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...
Как безопасно купить автомобиль: особенности и этапы, плюсы обращения в DSS Group Покупка автомобиля – всегда радостное и в то же время волнительное событие, к реализации которого нужно подходить серьезно и основательно. Чтобы выбр...
Рефинансирование кредитной карты: ключевые преимущества, основные этапы процедуры Кредитные карты являются удобными инструментами, дающими возможность распоряжаться денежными средствами по мере необходимости. Однако вследствие непр...
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...
Шейфер и команда раскрыли главный секрет Full Throttle спустя 30 лет В этом году легендарному квесту Full Throttle от студии LucasArts исполнилось 30 лет, но подготовка к празднованию неожиданно выявила странный факт: ...
«Мы больше не андердоги»: как The Witcher 3 изменил CD Projekt Red Студия CD Projekt Red подвела итоги десятилетия с момента выхода ролевой игры The Witcher 3: Wild Hunt, поделившись воспоминаниями о развитии компани...
Рэпер Vacio вышел на связь после "отмены" из-за "голой вечеринки" и представил новый трек 27-летний рэпер Vacio (настоящее имя — Николай Васильев) впервые вышел на связь после "отмены" из-за "голой вечеринки" Насти Ивлеевой. После того как...
«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...
Новая звезда в спутниковые «созвездия»? Итальянская компания Sitael начала производство модульных спутников Empyreum На выставке SmallSat Europe 2025 в Амстердаме итальянская компания Sitael анонсировала новую платформу малых спутников Empyreum. Разработка оснащена ...
Медузы вместо дронов: учёные синхронизировали стимуляцию с естественным ритмом медуз, создав систему для мониторинга микропластика и климата Исследователи из Университета Тохоку, Токийского университета и самого большого аквариума с медузами в мире Камо разработали метод управления движени...
Куряне поделились мнением о чтении книг 27 мая в России принято считать Днем библиотек. Централизованная система библиотек Курска также отмечает свой профессиональный день. Являясь праздник...
Михайловский ГОК поддержал всероссийскую акцию «Кедры России» На территории дробильно-сортировочной фабрики (ДСФ) Михайловского ГОКа появилась новая кедровая аллея. Сотрудники предприятия высадили 30 саженцев си...
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 ...
Самый дорогой внедорожник Tank в России получил новую версию У модели Tank 700 появилось исполнение Hi-Performance стоимостью 11 599 000 рублей. Такому «семисотому» положена мощная бензоэлектрическая установка ...
С молотка пустят редчайший спортседан Holden: что в нем особенного На аукцион, который проводит Collecting Cars, выставлен Holden VN Group A SS Commodore — это седан с пятилитровым двигателем V8, который в свое время...
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...
Отличный повод бросить курить! Курение — это не просто вредная привычка, это глобальная эпидемия, уносящая ежегодно до 8 миллионов жизней. Миллион из них — жертвы пассивного курени...
В Брянской области поддерживают развитие туристской инфраструктуры В рамках нового национального проекта «Туризм и гостеприимство» в Брянской области реализуются мероприятия по государственной поддержке общественных ...
Какие сюрпризы могут принести скучные предстоящие выборы в Брянской области? Этой осенью в нашем регионе пройдут очередные выборы, губернатора и, не смотря на явный низкий интерес жителей к этому действу, наверное, нужно затро...
Михаил Иванов прокомментировал свой уход из «Брянскфармации» Брянский депутат и общественный деятель Михаил Иванов в своих соц. сетях подтвердил уход с поста руководителя госпредприятия «Брянскфармации». В роли...
Брянские ветераны спецоперации примут участие в «Кубке Защитников Отечества» Брянские ветераны спецоперации примут участие в «Кубке Защитников Отечества» Центрального федерального округа. Сейчас команда региона активно готовит...
Противостояние коллективного Запада и России Сегодня на геополитической арене идёт мощная гибридная война коллективного Запада против современной России, которая фактически заявила о себе как од...
"Плачу в кулак". Мама Филиппа Бегака рассказала, что они с Настей Ивлеевой не пригласили её на свадьбу Мама Филиппа Бегака прокомментировала свадьбу своего сына с Настей Ивлеевой, которая состоялась сегодня. По словам Дарьи Семёновой, пара не пригласил...
Настя Ивлеева и Филипп Бегак сыграли свадьбу Настя Ивлеева и Филипп Бегак сыграли свадьбу. О том, что пара устроила тайную церемонию, стало известно из нового медиа блогерши.В телеграм-канале "Н...
mindmoney отзывы: Реальные истории успеха и трудностей в MindMoney MindMoney — международный брокер нового поколения MindMoney — это современный брокер, предлагающий своим клиентам доступ к широкому спектру финансовы...
Нежная творожная запеканка в духовке: классика и вариации Творожная запеканка — это не только вкус детства, но и универсальное блюдо, которое легко адаптировать под разные вкусы и предпочтения. В духовке она...
Изменения в обновлении KB5058499 Preview (сборка 26100.4202) для Windows 11 версии 24H2 Microsoft выпустила необязательное накопительное обновление KB5058499 (сборка 26100.4202) для Windows 11 версии 24H2, которое приносит с собой исправ...
Анонс Windows 11 Insider Preview Build 27868 (канал Canary) Добрый вечер, друзья! Microsoft выпустила новую предварительную сборку Windows 11 под номером 27868 для участников программы Windows Insider, использ...
56-летняя Рене Зеллвегер и её 46-летний жених Ант Энстид расстались 56-летняя Ренне Зеллвергер рассталась со своим 46-летним бойфрендом Антом Энстидом, сообщает Daily Mail со ссылкой на источники в окружении пары. По ...
Латвия запретила Даниле Козловскому въезд в страну Даниле Козловскому запретили въезд в Латвию. Об этом сообщила глава МИДа страны Байба Браже на своей странице в социальной сети X (бывший Twitter).Со...
Владимир Путин пообщался с многодетными семьями в преддверии Дня защиты детей Интересы семей с детьми всегда главный приоритет государства, а традиционные ценности нельзя оспорить или отменить. Об этом президент России Владимир...
Скончался актер и народный артист Карелии Александр Лисицын После продолжительной болезни скончался актер театра драмы «Творческая мастерская» («ТМ»), народный артист Карелии Александр ...
Большие языковые модели испытывают трудности с координацией в социальных и кооперативных играх Большие языковые модели (LLM), такие как модель, лежащая в основе функционирования популярной диалоговой платформы ChatGPT, в настоящее время широко ...
Безопасное шифрование и дешифрование с помощью люминесцентных перовскитов Чтобы гарантировать высокую безопасность данных, шифрование должно быть невзламываемым, а данные должны оставаться быстро и легко читаемыми. Новая ст...
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 ...