Широко известно применение в медицине 3D печатных имплантатов, таких как металлические и пластиковые суставы, стоматологические протезы, корпуса слуховых аппаратов и т. д. В то же время несколько компаний занимаются созданием с помощью биопринтеров живых тканей — хряща, кожи и других.
3D-печать на биопринтере аналогична FDM-печати: с помощью шприца послойно наносится материал в виде геля — смеси клеточного материала и связующего. Другой способ создания объемных биообъектов — нанесение рабочего материала – геля на специально подготовленную поддерживающую структуру — скаффолды, которые растворяются, как только клетки размножатся достаточно, чтобы держать форму. Энтони Атала и его коллеги из Института восстановительной медицины Wake Forest в Северной Каролине (США) таким образом напечатали уши, кости и мышцы и успешно имплантировали их животным.
Важнейшей частью процесса является сохранение напечатанной ткани и ее интеграция с реципиентом при пересадке. Некоторые типы тканей, такие как хрящ, легко растут вне тела. Снабжение питательными веществами среды, в которой они содержатся, является достаточным для их поддержания, и они, как правило, хорошо переносятся в живой организм. Более сложные структуры, такие как сердце, печень и поджелудочная железа, требуют, чтобы их кровоснабжение осуществлялось изнутри органов. Для этого д‑р Атала и его коллеги печатают каналы для доставки питательных веществ и кислорода, что способствует в дальнейшем развитию кровеносных сосудов. Следующим шагом, возможно в течение нескольких лет, станет проверка такого биопечатного материала на людях.
Спрос на биоматериалы для исследований вызвал появление специализированной компании по их производству. Компанию Cellink основали Erik Gatenholm и Hector Martinez для коммерциализации материалов для биопечати, разработанных в Технологическом университете Чалмерса в Гетеборге, Швеция. Чернила Cellink изготовлены из наноразмерного альдегида целлюлозы, биоразлагаемого материала, содержащего древесные волокна, и сахарного полимера, обнаруженного в морских водорослях. Исследователи сначала смешивают свои клетки с биочернилами, а затем выдавливают результат в виде нити, из которой выстраивается желаемая форма. Компания продолжает разрабатывать биочернила, которые содержат факторы роста, необходимые для стимуляции определенных типов клеток, включая стволовые клетки. Это клетки, способные размножаться, чтобы продуцировать любые типы клеток, которые образуют определенную ткань. Если стволовые клетки получают от пациента, которому позже будет сделана трансплантация, это уменьшит риск отторжения.
Помимо создания биочернил, Cellink также выпускает собственный набор биопринтеров. Они продаются со скидкой университетам в обмен на обратную связь с исследователями. Это дает хорошее представление о том, что происходит. В частности, есть успехи в печати тканей для тестирования на наркотики. Один из принтеров позволяет использовать собственные раковые клетки пациента для печати нескольких версий его опухоли. На них будет отрабатываться оптимальный вариант лечения и подбираться набор лекарств.

Источник