Ученые напечатали мышцы на 3D-принтере в условиях невесомости: путь к созданию органов человека

Фото: space.com

Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха выяснили, что создать мышечные ткани человека в условиях гравитации невозможно, но их можно напечатать на 3D-принтере в условиях микрогравитации. Ученым удалось напечатать сложную мышечную ткань в условиях невесомости, пишет Space.

В космосе состояние здоровья астронавтов резко ухудшается в условиях невесомости. Чтобы решить эту проблему и защитить космических путешественников от проблем со здоровьем, ученые ищут реалистичные тестовые модели. Чтобы получить мышечную ткань в максимально точных условиях, ученые использовали параболические полеты для кратковременной имитации микрогравитации космоса. Этот технический подвиг приближает исследователей к их долгосрочной цели: выращиванию человеческих органов на орбите для изучения болезней и разработки новых методов лечения.

Производство биологических структур, таких как мышечная ткань, представляет собой сложную задачу в условиях нормальной гравитации на Земле. Поэтому ученые ищут способы напечатать ткань органов, которая будет выглядеть точно так же, как естественные структуры организма. Но гравитация мешает этому процессу.

Для 3D-печати ученые использовали специальное вещество, называемое биочернилами. Оно состоит из материала-носителя, смешанного с живыми клетками. Вес биочернил и внедренных клеток может привести к разрушению или деформации структуры мышечной ткани. Кроме того, клетки могут неравномерно погружаться в биочернила. Это приводит к получению менее реалистичных моделей.

В условиях невесомости эти разрушающие силы исчезают. Таким образом ученые могут создавать мышечные волокна точно так же, как они расположены в теле. Такая точность построения имеет решающее значение: только модели, точно отражающие структуру человеческого тела, дают надежные результаты при тестировании новых лекарств или изучении болезней.

Ученые использовали параболические полеты для имитации условий микрогравитации, а затем напечатали мышечную ткань на 3D-принтере в условиях невесомости с помощью биотехнологической системы G-FLight. Результаты показали, что ткань, напечатанная в условиях невесомости, обладала такой же жизнеспособностью клеток и таким же количеством мышечных волокон, как и ткань, напечатанная в условиях гравитации.

Последнее исследование — это еще один шаг к реальности, в которой возможно производство функциональных человеческих органов для трансплантации. Это может быть важным событием, поскольку нынешний стандарт привел к тому, что списки ожидания трансплантации стали невероятно длинными.

Что касается космоса и гравитации, то новое достижение ученых может дать надежду на решение проблемы дефицита мышечной массы у астронавтов. Известно, что микрогравитация разрушает мышечную массу, и возможность производства и тестирования мышечной ткани в космосе может способствовать развитию космической медицины.

Например, планируется отправить на МКС искусственные сердца, напечатанные на 3D-принтере, для проверки влияния космической среды на астронавтов, которые когда-нибудь отправятся в длительные космические полеты.

Успешное создание мышечных конструкций в условиях невесомости представляет собой важный шаг вперед в области тканевой инженерии, космических исследований и биомедицины. Ученые хотят использовать эти методы печати для создания сложных человеческих органов и тканей на борту МКС. В космосе ученые могут проводить фундаментальные исследования благодаря этим "моделям органов".

Карпова Рада
Журналист ATinform