Eng
RusАвтор: Морган Фрей
В то время как некоторые технологические компании используют 3D-печать или аддитивное производство для решения проблемы нехватки средств индивидуальной защиты, вызванной новым коронавирусом, другие используют технологию 3D-печати для создания образцов человеческих органов и тканей для тестирования на коронавирус.
Источник: Институт регенеративной медицины Уэйк Форест
В то время как представители общественного здравоохранения и благотворители стремятся найти способы лечения COVID-19 - респираторного заболевания, вызванного новым коронавирусом, - исследователи из университетов и компаний, таких как Novoheart Holdings Inc., пытаются ускорить процессы разработки традиционных лекарств и вакцин, не ставя под угрозу пациента безопасность с использованием 3D-биопечати.
Как и традиционная 3D-печать, биопечать использует устройство для построения трехмерной модели, созданной с помощью системы автоматизированного проектирования. Однако вместо использования пластиковых нитей биопринтеры используют клетки, смешанные с биосовместимыми материалами, называемыми биоинксами, для создания трехмерных систем, которые действуют как органы и ткани человека. Затем эти системы могут быть развернуты в ходе испытаний разработчиками лекарств или, в некоторых случаях, внедрены в организм человека.
Этот процесс создания человеческих органов и тканей из уже существующих клеток не является новой концепцией; Институт регенеративной медицины Уэйк Фореста годами выпускал новые органы вручную для трансплантации пациентам, сказал Энтони Атала, директор института.
Мини органы, основные исследования
Но 3D-печатные машины позволили Атала и его команде автоматизировать процесс регенеративной медицины, и появилась новая область биопечати: миниатюрные органы.
Эти 3D-отпечатанные образцы органов помещены в микрочипы, которые связаны с системой микрофлюидики, говорит Атала, так что они действуют как настоящие человеческие органы. С помощью этих органов исследователи могут тестировать лекарственные средства и методы лечения на токсичность в организме человека без тестирования на модели человека или животного.
Атала сказал, что некоторые лекарства могут не проявлять токсичности в клеточных культурах, на животных моделях и в клинических испытаниях на людях, но после нескольких лет на рынке эти лекарства оказываются вредными для человека.
Например, в 2000 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США отозвало лекарство от диабета Резулин после того, как было установлено, что оно вызывает печеночную недостаточность, и 63 человека умерли.
Тем не менее, Атала сказал, что когда его команда проверила Резулин на своих миниатюрных системах органов, они обнаружили токсичность в печени в течение двух недель.
Хотя эти миниатюрные органы доказали свою эффективность в тестировании, Atala не ожидает, что клинические испытания на людях скоро исчезнут. Органы должны быть стандартизированы и утверждены, и с нормативной точки зрения, все еще необходимы испытания на людях.
«Надежда состоит в том, чтобы первоначально использовать эти системы, чтобы помочь выбрать лучшие методы лечения, прежде чем они попадут к пациентам», - сказал Атала.
Сердце в банке
Теперь исследователи используют эти миниатюрные органы, чтобы выбрать лучшую терапию для борьбы с COVID-19.
Novoheart использует трехмерную биопечать для создания органоидной камеры желудочков сердца человека, называемой «3D сердце в банке».
«3D Сердце в банке» от Novoheart
Источник: Новохарт
В настоящее время Novoheart предоставляет свои миниатюрные сердца компаниям, которые хотят проверить влияние некоторых потенциальных методов лечения COVID-19, таких как гидроксихлорохин и азитромицин, на сердце.
Это особенно важно, поскольку FDA США недавно предостерегло пациентов от использования гидроксихлорохина для применения против COVID-19, часто принимаемых в сочетании с азитромицином, из-за сообщений о серьезных проблемах с сердечным ритмом.
Миниатюрные сердца позволяют исследователям наблюдать за механизмами, с помощью которых эти препараты вызывают аритмию в сердце, без тестирования на людях, сказал Роджер Хаджар, главный медицинский директор Novoheart, в интервью S & P Global Market Intelligence.
Другое преимущество заключается в том, что они также могут изучать прямое воздействие коронавируса на сердце. Хаджар сказал, что исследователи из Novoheart, наряду с исследователями из лаборатории инфекционных заболеваний в Гонконге, обнаружили, что вирус может вызывать миокардит или воспаление сердечной мышцы у пациентов с COVID-19. Миокардит может в конечном итоге привести к сердечной недостаточности или смерти, если его не лечить.
В будущем команда Института регенеративной медицины Уэйк Фореста планирует изучать влияние препаратов COVID-19 и на другие органы.
По словам сторонников, многие компании ускоряют производство коронавирусной терапии, и 3D-биопечать может найти более широкое применение, поскольку исследователи стремятся к быстрому тестированию эффектов этих препаратов.
