Водоросли помогают при 3D-печати биологической ткани

Одна из проблем при 3D-печати биологической ткани заключается в том, что клетки могут умереть до того, как кровеносные сосуды, доставляющие кислород, врастут в материал. Ученые Гарварда решают эту проблему, добавляя в смесь водоросли.

Исследователи начали с инкапсуляции фотосинтетических водорослей Chlamydomonas reinhardtii в биочернила на основе целлюлозы. Затем биочернила, содержащая водоросли, и клетки, полученные из печени человека, экструдировали с помощью иглы в трехмерную гидрогелевую матрицу. Они откладывались в виде сот, похожих на структуры долек, из которых состоит печень.

Под воздействием света водоросли вырабатывали кислород, поддерживая жизнь клеток и даже побуждая их воспроизводить и производить специфические для печени белки. В то же время углекислый газ, выделяемый клетками, позволял водорослям процветать.

После того, как клетки выросли и «захватили» достаточный уровень, биочернила (включая находящиеся в ней водоросли) была удалены путем введения фермента, известного как целлюлаза. В результате оставались пустые микроканалы на месте биочувствительности, которые впоследствии были заполнены сосудистыми клетками человека. В результате эти каналы превратились в кровеносные сосуды.

Есть надежда, что после дальнейшего развития технология в конечном итоге позволит производить биологические ткани человека для таких целей, как исследования и испытания лекарств, или даже для замены органов или других частей тела.

«О разработке таких биочернил, которые обеспечивают начальную оксигенацию и последующее образование сосудов в пределах одной тканевой конструкции, ранее не сообщалось», — говорят исследователи. «Это важный шаг к успешной инженерии жизнеспособных и функциональных тканей».

Статья об работе была недавно опубликована в журнале Matter.