Новые биочернила позволяют заморозить органы, напечатанные на 3D-принтере, для хранения
Хотя 3D-биопечать тканей и органов действительно имеет большие перспективы в области медицины, подобные печатные материалы обычно имеют довольно короткий срок хранения. Однако экспериментальные новые биочернила позволяют хранить ткань с биопечатью в замороженном состоянии в течение нескольких месяцев.
В зависимости от таких факторов, как используемый материал для печати, ткань с трехмерной биопечатью в настоящее время должна быть имплантирована в течение от нескольких часов до нескольких дней с момента создания.
Это ограничение может быть особенно проблематичным в ситуациях, когда ткань печатается в одном месте, но требуется для использования у пациента, находящемся в другом. Это также означает, что такие вещи, как заменяемые органы, нельзя распечатать заранее, а затем держать под рукой для немедленной имплантации, когда это необходимо.
Стремясь решить эти проблемы, ученые из медицинской клиники, входящей в Гарвардский университет, создали новые замораживаемые биочернила.
Сделанные из них ткани можно не только хранить замороженными в течение нескольких месяцев, но также можно разморозить и приготовить к использованию в течение нескольких минут.
Как и другие более традиционные био-чернила, они состоят из желатиновой матрицы, похожей на каркас, залитой живыми клетками. Особые ингредиенты, однако, представляют собой криоконсерванты, которые предотвращают осмотический шок и ограничивают образование кристаллов льда, повреждающих клеточные мембраны. Эти агенты состоят из фармацевтического препарата диметилсульфоксида и мальтозного сахара.
Биочернила наносятся непосредственно из сопла биопринтера на холодную пластину -20 ºC, мгновенно замораживаясь. Этот процесс преодолевает ограничения существующих био-чернил, некоторые из которых могут быть слишком мягкими и текучими, чтобы превратить их в желаемый предмет.
«Нить биочернил замерзает в течение миллисекунд после достижения холодной пластины, поэтому она не успевает потерять свою первоначальную форму», — говорят ученые.
«Затем вы можете строить слои друг на друге, в конечном итоге создавая отдельно стоящую трехмерную структуру, способную выдержать собственный вес».
В лабораторных испытаниях ткань, напечатанная с помощью биочернил, хранилась при температуре -196 ºC не менее трех месяцев.
Когда ее впоследствии оттаивали в теплой жидкой среде, клетки внутри ткани оставались жизнеспособными, продолжая дифференцироваться, как обычно.