Ученые из США создали сердце из акрила и стволовых клеток

Исследовательская группа под руководством Бостонского университета использовала технологию 3D-печати для создания миниатюрной копии человеческого сердца, ткани которого могут сокращаться, передает Tengrinews.kz со ссылкой на New Atlas.

Согласно данным портала, устройство под названием miniPUMP было создано с использованием комбинации клеток человеческого сердца, полученных из стволовых клеток, и микромасштабных 3D-печатных акриловых деталей. MiniPUMP не зависит от внешних источников питания, а бьется само по себе благодаря живой ткани.

Размер устройства составляет всего три квадратных сантиметра, и в нем находятся крошечные акриловые клапаны, которые открываются и закрываются, чтобы контролировать поток жидкости, а миниатюрные трубки служат артериями и венами. Чтобы заставить сердце биться, исследователи также использовали полученные из стволовых клеток кардиомиоциты - клетки сердечной мышцы.

Фото из сайта bu.edu

Специалисты отметили, что решение сделать miniPUMP таким маленьким было обдуманным, поскольку 3D-печатные акриловые каркасы должны были быть достаточно прочными, чтобы поддерживать конструкцию, но достаточно тонкими, чтобы изгибаться и двигаться вместе с сокращающейся сердечной тканью.

"Структурные элементы настолько тонкие, что вещи, которые обычно были бы жесткими, стали гибкими. По аналогии, подумайте об оптическом волокне: стеклянное окно очень жесткое, но вы можете его обернуть вокруг своего пальца. Акрил может быть очень жестким, но в масштабах, задействованных в miniPUMP, акриловый каркас способен сжиматься бьющимися кардиомиоцитами", - добавляет Уайт.

Исследователи считают, что их реплика сердечной камеры может служить испытательным стендом для изучения работы органа в человеческом теле. С ее помощью можно проследить, как растет сердце у эмбриона, как на сердечную ткань влияют болезни и насколько эффективны новые лекарства при лечении этих болезней, и все это без необходимости проведения испытаний на людях.

Фото из сайта bu.edu

"Мы можем изучать развитие болезней таким образом, который раньше был невозможен. Мы выбрали для работы ткани сердца из-за их особенно сложной механики и показали, что, если взять нанотехнологии и соединить их с тканевой инженерией, есть потенциал для повторения этого для множества органов", - сказал профессор инженерного колледжа Бостонского университета Элис Уайт.

Благодаря таким инновациям, как miniPUMP, исследователи смогут более точно имитировать и изучать такие заболевания, как гипертония и болезни сердечных клапанов. Также ожидается, что это устройство позволит упростить процесс разработки лекарств, позволяя проводить лабораторные испытания вместо дорогостоящих испытаний на людях.

В Центре по контролю и профилактике заболеваний (CDC) заявили, что сердечные заболевания являются основной причиной смерти мужчин и женщин в США, ежегодно от них умирает около 659 000 человек. Это одна из четырех смертей. Поэтому существует настоятельная необходимость в изучении этого жизненно важного органа.

По информации портала, проект осуществляется в рамках проекта CELL-MET, совместного центра инженерных исследований Национального научного фонда в области клеточных метаматериалов под руководством Бостонского университета. Конечной целью центра является создание устройств, способных регенерировать больные ткани человеческого сердца.

Ранее врачи из Великобритании провели первую в мире операцию по пересадке мертвых сердец детям в возрасте от 12 до 16 лет.

У Tengrinews.kz есть Telegram-канал. Это быстрый и удобный способ получать самые главные новости прямо на твой телефон.

Өзекті жаңалықтарды сілтемесіз оқу үшін Telegram желісінде парақшамызға тіркеліңіз!