Команда ученых из Университета Иллинойса разработала метод создания трехмерных биологических образцов из живых тканей, который лишен недостатков типовой 3D-печати. Речь идет о проблеме использования каркасов, на которые высеиваются живые клетки. Вместо них предложено использовать фоточувствительный гидрогель.
Главные трудности при использовании каркасов из полимеров или биоразлагаемых материалов при печати живых тканей в согласовании условий существования основы и «начинки». Нужно подобрать срок жизни и способ уничтожения каркаса без вреда для биоматериала, обеспечить поставки питательных веществ к растущей биомассе, реализовать все связи между тканями, чтобы они сохраняли цельную структуру и после того, как опора убрана.
В случае с гидрогелем игла 3D-принтера проникает внутрь материала и точно также размещает по чертежу капли раствора со стволовыми клетками. Затем всю заготовку подвергают облучению ультрафиолетом, чтобы микрошарики, из которых состоит гидрогель, склеились между собой. Эта связка достаточно прочная, чтобы выдержать вес растущей конструкции, но гидрогель все еще пропускает свет, воздух и воду, которые нужны для роста тканей.
Самое важное преимущество метода: состав гидрогеля подобран так, что его легко запрограммировать на точное время биодеградации после введения ингибитора процесса. Ученые полностью контролируют и скорость протекания реакций, и их характер, поэтому нет риска повреждения напечатанных образцов. Таким способом уже получены части бедренных костей и ушных хрящей для подопытных мышей.