В США в списках на пересадку органов находится более 100 000 человек, некоторые из которых будут ждать годами, чтобы получить орган, а некоторые могут не выдержать ожидания. Даже при хорошем соответствии есть вероятность, что организм человека отторгнет орган.
Чтобы сократить периоды ожидания и снизить вероятность отторжения, исследователи в области регенеративной медицины разрабатывают методы использования собственных клеток пациента для изготовления персонализированных сердец, почек, печени и других органов по требованию.
Обеспечение того, чтобы кислород и питательные вещества могли достичь каждой части недавно выращенного органа, является постоянной проблемой.
Исследователи из Стэнфорда создали новые инструменты для проектирования и 3D-печати невероятно сложных сосудистых деревьев, необходимых для переноса крови по всему органу.
Их платформа, опубликованная 12 июня в Science , генерирует конструкции, которые напоминают то, что мы на самом деле видим в человеческом теле, значительно быстрее, чем предыдущие попытки, и способна преобразовать эти конструкции в инструкции для 3D-принтера.
«Возможность масштабирования биопечатных тканей в настоящее время ограничена возможностью создания для них сосудистой сети — вы не можете масштабировать эти ткани, не обеспечив кровоснабжение », — сказала Элисон Марсден, профессор сердечно-сосудистых заболеваний Дугласа М.
и Нолы Лейшман, профессор педиатрии и биоинженерии в Стэнфорде в школах инженерии и медицины и соавтор статьи.
«Мы смогли заставить алгоритм для создания сосудистой сети работать примерно в 200 раз быстрее, чем предыдущие методы, и мы можем создавать его для сложных форм, таких как органы».
Сосудистая сеть на уровне органов Когда кровь перекачивается в орган тела, она перемещается из большой артерии в более мелкие разветвленные кровеносные сосуды, где она может обмениваться газами и питательными веществами с окружающими тканями.
В большинстве тканей клетки должны находиться на расстоянии толщины волоса от кровеносного сосуда, чтобы выжить, но в тканях с высокими метаболическими потребностями, таких как сердце, это расстояние еще меньше — в кубе размером с миллиметр может быть более 2500 капилляров.
Все эти крошечные кровеносные сосуды в конечном итоге снова соединяются, прежде чем покинуть орган.
Эти сосудистые сети не стандартизированы; органы бывают разных форм, и даже между двумя сердцами одинакового размера существует большое разнообразие.
До этого момента создание модели реалистичной сосудистой сети, которая подходит уникальному и сложному органу, было сложным и невероятно трудоемким.
Вместо этого многие исследователи полагались на стандартизированные решетки, которые хорошо работают в небольших моделях тканей, но плохо масштабируются.
Марсден и ее коллеги создали алгоритм для создания сосудистых деревьев, которые точно имитируют архитектуру кровеносных сосудов органов, и сделали программное обеспечение доступным для использования любым человеком через свой проект с открытым исходным кодом SimVascular .
Они включили моделирование динамики жидкости, чтобы гарантировать, что сосудистая сеть будет равномерно распределять кровь и успешно сократит время, необходимое для создания сети, при этом избегая столкновений между кровеносными сосудами и создавая замкнутый контур с одним входом и выходом.
«Потребовалось около пяти часов, чтобы создать компьютерную модель дерева для васкуляризации человеческого сердца.
Мы смогли достичь плотности, при которой любая клетка в модели находилась бы на расстоянии около 100–150 микрон от ближайшего кровеносного сосуда, что довольно хорошо», — сказал Закари Секстон, научный сотрудник в лаборатории Марсдена и соавтор первой статьи.
Конструкция содержала один миллион кровеносных сосудов.
«Эта задача ранее не выполнялась, и, вероятно, с предыдущими алгоритмами на ее решение ушли бы месяцы».
Хотя 3D-принтеры пока не способны печатать такую мелкомасштабную и плотную сеть, исследователи смогли разработать и напечатать сосудистую модель с 500 ответвлениями.
Они также протестировали более простую версию, чтобы убедиться, что она может поддерживать клетки живыми. Используя 3D-биопринтер, который печатает живыми клетками вместо смолы или металла, исследователи создали толстое кольцо, загруженное эмбриональными клетками почек человека, и построили сеть из 25 сосудов, проходящих через него.
Они прокачали жидкость, загруженную кислородом и питательными веществами, через сеть и успешно сохранили большое количество клеток в непосредственной близости от сосудистой сети.
«Мы показываем, что эти сосуды можно проектировать, печатать и они могут поддерживать клетки живыми», — сказал Марк Скайлар-Скотт, доцент кафедры биоинженерии и соавтор статьи.
«Мы знаем, что нужно работать над ускорением печати, но теперь у нас есть этот конвейер для очень эффективного создания различных сосудистых деревьев и создания набора инструкций для их печати».
Биопечатное сердце Исследователи быстро отмечают, что эти сосудистые сети пока не являются функциональными кровеносными сосудами — это каналы, напечатанные с помощью 3D-матрицы, но в них нет мышечных клеток, эндотелиальных клеток, фибробластов или чего-либо еще, что им нужно для самостоятельной работы.
«Это первый шаг к созданию действительно сложных сосудистых сетей», — сказал Доминик Рютше, научный сотрудник в лаборатории Скайлар-Скотт и соавтор статьи.
«Мы можем печатать их с невиданной ранее сложностью, но они пока не являются полностью физиологическими сосудами.
Мы работаем над этим». Превращение этих конструкций в функционирующие кровеносные сосуды — лишь один из многих аспектов биопечати функционирующего человеческого сердца, над которым работают Скайлар-Скотт и его коллеги.
Они также изучают, как побудить самые маленькие кровеносные сосуды — те, которые слишком малы или слишком близко расположены для печати — расти самостоятельно, улучшая возможности 3D-биопринтеров, делая их более быстрыми и точными, и выращивая огромное количество клеток, которое им понадобится для печати целого сердца.
«Это критически важный шаг в процессе», — сказала Скайлар-Скотт.
«Мы успешно сгенерировали достаточно клеток сердца из человеческих стволовых клеток, чтобы напечатать целое человеческое сердце, и теперь мы можем спроектировать хорошее, сложное сосудистое дерево, чтобы поддерживать их питание и жизнь.
Сейчас мы активно соединяем их: клетки и сосудистую сеть в масштабе органа».
Рубрика: Наука. Читать весь текст на android-robot.com.
Xiaomi представила внедорожники YU7, YU7 Pro и YU7 Max Xiaomi официально представила YU7 – свою вторую линейку электромобилей после Xiaomi SU7. Серия включает три внедорожника: YU7, YU7 Pro и YU7 Max. Осо...
Представлен Xiaomi Civi 5 Pro – камера Leica, 6000 мАч и чип Snapdragon 8s Gen 4 На презентации в Китае компания Xiaomi представила новое пополнение в линейке Civi – смартфон Civi 5 Pro. Устройство получило топовый чип Snapdragon ...
Анастасия Волочкова впервые побывала в Большом театре после скандального увольнения 20 лет назад Анастасия Волочкова впервые за много лет посетила Большой театр, чтобы проститься с хореографом Юрием Григоровичем, который скончался несколько дней ...
"Лопнул имплант". В сети обсуждают, почему Филипп Киркоров попал в больницу В сети обсуждают новости о госпитализации Филиппа Киркорова. Всё началось после того, как телеграм-канал Mash сообщил, что поп-король российской эстр...
Биржа криптовалют Binance Тому, кто хочет торговать криптовалютой, зарабатывая на этом, нужна надёжная биржа. Это обеспечит спокойствие и уверенность в сохранности денег. Сред...
Что такое платеж Роялти? Платеж роялти это регулярное вознаграждение за использование интеллектуальной собственности. Он применяется в сфере франчайзинга и лицензирования. Ро...
Новый ресурс для любителей спортивных соревнований Любителям активного образа жизни стал доступен новый информационный портал - Сравни спортивные новости. Платформа предлагает актуальные сводки, анали...
Где смотреть матчи НБА, КХЛ и других видов спорта? Сегодня болельщики имеют доступ к спортивным трансляциям с любой точки мира, что связано с постоянным развитием цифровых технологий. Чтобы не пропуст...
Поездка с риском для жизни: смолянин «налетел» на неожиданное препятствие на дороге в центре города Крышка люка, на которую наехал молодой человек, больно ударила не только по авто, но и по бюджету горожанина. Максим, герой нашей истории, — об...
Видеоигра Fortnite возвращается в магазин приложений iPhone в США Популярная видеоигра Fortnite вернулась в магазин приложений для iPhone в США, положив конец длительному изгнанию, вызванному юридическим разбиратель...
Google добавляет рекламу в поиск ИИ в битве ChatGPT Google заявила, что начинает встраивать рекламу в свой новый режим искусственного интеллекта для онлайн-поиска. Это стратегический шаг, призванный пр...
Молодежный экофестиваль состоялся в Петербурге на полях НМЭК Санкт-Петербург стал центром притяжения молодых экоактивистов и экспертов: 21 мая здесь прошел масштабный Молодежный экофестиваль «Росатом Экофе...
Воробьёв предложил масштабировать подмосковный сервис подключения объектов к сетям на всю страну По сообщению пресс-службы правительства Подмосковья, инициатива была представлена на заседании президиума Госсовета под председательством президента ...
Аппаратная замена масла акпп Аппаратная замена масла в АКПП предполагает полную замену масла для поддержания работы АКПП и продления срока её эксплуатации. К основным преимуществ...
Специальная мойка Чистый воздух Чистый воздух В мире загрязнение воздуха становится всё более актуальной проблемой, обеспечение чистоты является серьезной задачей. Чтобы улучшить ка...
Топ 5 - Лучшие проекторы с аккумуляторами За яркость проекторов с аккумуляторами приходится переплачивать в 3-6 раз больше по сравнению с обычными моделями, поэтому приобретать такой проектор...
ТОП 5 - Лучшие LED/LASER проекторы для домашних кинотеатров LED/LASER проекторы пока так и не приблизились по ценам к ламповым моделям, а их уже вытесняют большие телевизоры, которые стремительно дешевеют Наст...
Биткоин уверенно обновляет максимумы Влияние на рынок:3Картина рынкаКапитализация рынка в четверг утром превышала $3.5 трлн., позже немного отступив ниже этого круглого уровня. Интересно...
Биткоин на подступах к вершине, Крипторынок пока разгоняется Влияние на рынок:3Картина рынкаКапитализация рынка выросла на 2% за последние 24 часа до $3.37 трлн. Это на 8.5% ниже январских исторических пиков. О...
Нежная творожная запеканка в духовке: классика и вариации Творожная запеканка — это не только вкус детства, но и универсальное блюдо, которое легко адаптировать под разные вкусы и предпочтения. В духовке она...
Как выбрать лазерный станок СО2 для школы: 3 совета от специалистов Представьте: в школьном кабинете технологии дети не просто вырезают шаблоны из бумаги, а создают полноценные макеты зданий, дизайнерские вывески или ...
Кефир и другие продукты, в которых пробиотиков больше, чем в йогурте Йогурт - это популярный источник пробиотиков, которые поддерживают пищеварение. Однако есть и большое количество другой пищи, обладающей подобными св...
На Брянщине проходит Неделя отказа от табака в честь Всемирного дня без табака (31 мая) Всемирный день без табака, учрежденный ВОЗ в 1987 году, служит напоминанием о глобальной угрозе, которую представляет собой курение. Употребление таб...
Будь готов: школьников Брянской области приглашают к участию в спецпроекте «Всегда готов!» Проект «Другое Дело» президентской платформы «Россия – страна возможностей» объявляет о старте регистрации на спецпроект «Всегда готов!» для ребят от...
Выпущена линейка игровых флагманов Red Magic 10S Pro Компания Red Magic официально представила в Китае два новых геймерских смартфона — Red Magic 10S Pro и Red Magic 10S Pro+. Новинки впечатляют не толь...
Обновление One UI 6.1 вызывает появление зелёной линии на экране Galaxy S21 FE Видео с дефектом экрана вызвало новые опасения среди пользователей смартфонов Samsung На Reddit появилось видео, на котором зафиксирован момент появл...
mindmoney отзывы: Реальные истории успеха и трудностей в MindMoney MindMoney — международный брокер нового поколения MindMoney — это современный брокер, предлагающий своим клиентам доступ к широкому спектру финансовы...
Нежная творожная запеканка в духовке: классика и вариации Творожная запеканка — это не только вкус детства, но и универсальное блюдо, которое легко адаптировать под разные вкусы и предпочтения. В духовке она...
Китай установил рекорд подводной связи: стабильная передача данных на 600 километров без потерь Инженеры из Северо-Западного политехнического университета Китая разработали технологию, которая позволила безошибочно передать акустический сигнал н...
4500 градусов и миллиарды долей секунды: ученые впервые «растопили» углерод Впервые в истории ученым удалось получить жидкий углерод — вещество, которое ранее считалось недостижимым в лабораторных условиях. Прорыв стал ...
"Похоже на третью или четвёртую пластику носа". Поклонники заподозрили, что Дженнифер Лопес сделала пластическую операцию В сети обсуждают внешность 55-летней Дженнифер Лопес: фанаты считают, что певица сделала пластическую операцию.Обсуждения начались после того, как Дж...
Канны-2025: 15 модных провалов — от старомодной Натали Портман до "готической" Кары Делевинь На Лазурном Берегу Франции завершился 78-й Каннский кинофестиваль, который проходил с 13 по 24 мая. От лучших образов, в которых селебрити блистали н...
Какие сюрпризы могут принести скучные предстоящие выборы в Брянской области? Этой осенью в нашем регионе пройдут очередные выборы, губернатора и, не смотря на явный низкий интерес жителей к этому действу, наверное, нужно затро...
Михаил Иванов прокомментировал свой уход из «Брянскфармации» Брянский депутат и общественный деятель Михаил Иванов в своих соц. сетях подтвердил уход с поста руководителя госпредприятия «Брянскфармации». В роли...
Сдвиг 50% тарифов для ЕС помог S&P500 отскочить от 200-дневки Влияние на рынок:3Президент США сказал, что отложил введение 50% тарифов на импорт из ЕС после звонка президента Еврокомиссии. На этих новостях фьюче...
Крипторынок выпустил пар на выходных и готов двигаться вверх Влияние на рынок:1Картина рынкаКапитализация рынка выросла на 6.5% к уровню прошлой недели до $3.43 трлн. Однако уже с пятницы рынок взял паузу и дал...
От курян поступают предложения по благоустройству Курска Куряне выделили основные проблемы благоустройства Курска и озвучили через интернет- голосование, что хотят видеть в обновленной столице соловьиного к...
В Курском цирке состоялось очередное представление премьеры военно-патриотического спектакля «Парад Великой Победы» Артисты Курского цирка поделились тонкостями своей профессии и работой за кулисами. О том, как проходила подготовка к военно-патриотическому спектакл...
Видеоигра Fortnite возвращается в магазин приложений iPhone в США Популярная видеоигра Fortnite вернулась в магазин приложений для iPhone в США, положив конец длительному изгнанию, вызванному юридическим разбиратель...
Google добавляет рекламу в поиск ИИ в битве ChatGPT Google заявила, что начинает встраивать рекламу в свой новый режим искусственного интеллекта для онлайн-поиска. Это стратегический шаг, призванный пр...
Какой Qualcomm Snapdragon лучше для смартфона: разбираемся в моделях Qualcomm считается одним из крупнейших в мире производителей чипсетов. Поэтому неудивительно, что компания предлагает огромный выбор платформ Snapdra...
Умные технологии уборки: как собирают и как тестируют современные пылесосы Кажется, что пылесосы даже разных брендов похожи и работают одинаково. Например, робот — «шайба» с колесиками и мотором внутри. Ну, может с лидаром и...
«Газпромнефть-СМ» расширяет поддержку промышленности Красноярского края Автор фото: Стоян Васев «Газпром нефть» и правительство Красноярского края договорились о расширении сотрудничества в сфере поставок моторных и индус...
«Почему он не в колонии?»: Известный адвокат возмущена «щадящим» условным сроком для Навального Лидеру ФБК в 2017 году продлили испытательный срок до 2020 года. Адвокат Сталина Гуревич вновь призывает МВД обратить пристальное внимание на персону...
Уже отпустили? Экс-глава Раменского района активничал в соцсети после ареста за якобы убийство любовницы Проверка на полиграфе косвенно подтвердила вину Андрея Кулакова, сообщают СМИ. После задержания экс-главы Раменского района, на странице подозреваемо...
Как сделать второй аккаунт в Телеграм: полный гайд для создания и использования Telegram сегодня это не просто мессенджер, а также рабочее пространство и даже целая игровая платформа. Многие использую его и для общения по работе....
Без комаров, без химикатов: как работают ультразвуковые отпугиватели Как работает ультразвуковой отпугиватель комаровЭффективность: правда или мифСтационарные УЗ-отпугивателиПереносные УЗ-отпугивателиКак работает ультр...
Фондовый рынок, Daily history за 27 мая 2025 г. Индекс Изменение, пункты Цена закрытия Изменение, % NIKKEI 225 192.58 37724.11 0.51 Hang Seng 99.66 23381.99 0.43 KOSPI -7.18 2637.22 -0.27 ASX 200 4...
Валютный рынок, Daily history за 27 мая 2025 г. Валютная пара Цена закрытия Изменение, % AUDUSD 0.64441 -0.62 EURJPY 163.468 0.56 EURUSD 1.13285 -0.56 GBPJPY 194.91 0.7 GBPUSD 1.35092 -0.42 NZDUSD ...
Где купить цифровую видеокамеру в Москве? Все цифровые камеры создают цифровые изображения, которые можно сохранить при необходимости на компьютере. Они выполняют быструю съемку и передачу из...
Расход воды в системах очистки: особенности работы мембранной фильтрации Современные технологии водоподготовки позволяют получать питьевую воду превосходного качества. Наиболее эффективным методом считается обратный осмос,...
Безопасное шифрование и дешифрование с помощью люминесцентных перовскитов Чтобы гарантировать высокую безопасность данных, шифрование должно быть невзламываемым, а данные должны оставаться быстро и легко читаемыми. Новая ст...
VR может помочь в обучении сотрудников работе с роботами Работа с роботами становится все более распространенной в отрасли переработки, помогая автоматизировать задачи и упрощая сложную работу. Но обучение ...
Аппаратная замена масла акпп Аппаратная замена масла в АКПП предполагает полную замену масла для поддержания работы АКПП и продления срока её эксплуатации. К основным преимуществ...
Специальная мойка Чистый воздух Чистый воздух В мире загрязнение воздуха становится всё более актуальной проблемой, обеспечение чистоты является серьезной задачей. Чтобы улучшить ка...
«Газпромнефть-СМ» расширяет поддержку промышленности Красноярского края Автор фото: Стоян Васев «Газпром нефть» и правительство Красноярского края договорились о расширении сотрудничества в сфере поставок моторных и индус...
Изменения в обновлении KB5058499 Preview (сборка 26100.4202) для Windows 11 версии 24H2 Microsoft выпустила необязательное накопительное обновление KB5058499 (сборка 26100.4202) для Windows 11 версии 24H2, которое приносит с собой исправ...