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...
В ответ на санкции российские дизайнеры решили привить в мире «любовь к русскому» В условиях нарастающего санкционного давления и стремления изолировать все русское наша ключевая задача – пробудить в обществе устойчивую привязаннос...
Эксперты предложили приравнять ИТ-отрасль к оборонной сфере для усиления контроля Участники дискуссии по вопросам цифрового суверенитета предложили приравнять ИТ-сферу к оборонной отрасли, чтобы усилить государственный контроль и з...
Лучшая бюджетная видеокарта для 2K: RTX 2060 Super против RX 6600 На YouTube-канале GPU Tester продемонстрировали, как в играх ведут себя RTX 2060 Super и RX 6600. Marvel's Spider-Man 2 шла с графикой Very High....
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...
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...
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...
Представлены смартфоны Red Magic 10S Pro и Pro+ со встроенным эмулятором ПК Red Magic анонсировала в Китае новые флагманские игровые телефоны Red Magic 10S Pro и 10S Pro+. По сравнению с оригинальными Red Magic 10 Pro и 10 Pr...
Консоли Xbox снова предсказывают смерть По данным Insider Gaming, Microsoft может отказаться от консолей Xbox после выхода следующего поколения устройств, включая портативные решения, поско...
Поливаю дорожки манным раствором — через 2 дня не обнаруживаю ни одного муравья: никакая «химия» не нужна Поливаю дорожки манным раствором — через 2 дня не обнаруживаю ни одного муравья: никакая «химия» не нужнаМанная крупа, сахар и борная кислота — три п...
Теперь медсправки будут выдавать по-новому: в ГАИ назвали изменения для водителей с 1 июня Теперь медсправки будут выдавать по-новому: в ГАИ назвали изменения для водителей с 1 июняС 2025 года бумажные медсправки для ГИБДД уходят в прошлое....
Voyah останавливает продажи электромобилей в России Портал «Китайские автомобили» сообщает, что «на данном этапе развития компания закончила с электрокарами» на российском рынке. Вместо этого Voyah сос...
Серийные машины для дрэг-рейсинга? В США такое было! ### Chevrolet Impala Z11 (1963 г.в., 57 штук) «Импала» третьего поколения прославилась прежде всего благодаря спортивной SS 409 (Super Sport), котору...
Стоит ли устанавливать видеокарту в корпус вертикально? В современных сборках всё чаще можно встретить вертикально установленные видеокарты. Это решение выглядит эффектно, но не всегда оно является эффекти...
Что означает надпись H++ на кабеле питания видеокарты? С появлением разъема 12V-2×6 в сообществе любителей ПК возникло множество вопросов: чем он отличается от 12VHPWR, что означают надписи H+ и H++,...
«Блочные войны» в Колхозном переулке Смоленска: кто прав в «восстании» автовладельцев Бетонные блоки перегораживают проезд в Колхозном переулке в районе домов №№19 и 19а. Smolnarod попытался разобраться в истории соседских «войн&#...
Свидетели по делу экс-главы Гагаринского района Романа Журавлева меняют показания Сразу два ключевых свидетеля, которые на этапе следствия изобличали бывшего главу района, на судебном заседании «забыли» о том, как он оказывал на ни...
Политический деятель и меценат Игорь Пушкарев Игорь Пушкарев – это имя, которое знакомо каждому, кто следит за политической и деловой жизнью России. Этот выдающийся политик, предприниматель, канд...
Председатель ВЭБ.рф Игорь Шувалов Функционал ВЭБ.РФ регламентируется федеральным законом «О государственной корпорации развития ВЭБ.РФ» и подчинён задаче поддержки экономического разв...
Ролан Гаррос. Рублев, Джокович, Зверев, Дрэйпер, Бублик, Меньшик, Фонсека, Монфис вышли во 2-й круг, Медведев, Чилич, Оже-Альяссим выбыли Андрей Рублев обыграл Ллойда Харриса. Новак Джокович прошел Маккензи Макдональда, Александр Зверев – Лернера Тьена. Сетка здесь. «Ролан Гаррос» Париж...
Фонсека о поддержке в первом матче на РГ: «Знал, что в Париже будет много бразильцев – многие здесь живут и приходят болеть. Думаю, из-за Гуги есть такая традиция» В первом круге он обыграл Хуберта Хуркача 6:2, 6:4, 6:2. – Всегда здорово играть перед бразильскими болельщиками. Думаю, около 80% зрителей на трибун...
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...
Нанотехнологии в области термоэлектричества обеспечивают масштабируемое охлаждение без использования компрессора Исследователи из Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL) в Лореле, штат Мэриленд, разработали новую, легко изготавливаемую т...
Обучение роботов теории разума может улучшить сотрудничество Природа полна животных, которые сотрудничают в больших количествах. Пчелы отмечают лучшие места для кормления и сообщают другим, где они находятся. М...
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 ...
В сети появились рендеры Sony Xperia 1 V Мы надеемся, что Xperia 1 V уже не за горами. По-прежнему существует определенная вероятность того, что телефон появится на выставке MWC в Барселоне ...
Samsung показала Galaxy S23 и S23+ с обновленным дизайном Вслед за Galaxy S23 Ultra сегодня показали и обновление базовых моделей Galaxy S. И хотя Samsung улучшила основные аппаратные и программные функции, ...
Любовь, интриги, Босфор: секреты успеха турецких фильмов и сериалов Первый турецкий фильм, снятый в 1914 году, стал началом большой истории турецкого кино. Его расцвет наступил в 1950-х, когда киностудии выпускали до ...
Почему мы так любим индийское кино? Индийское кино — это удивительный мир, в котором переплетаются традиции и современность, драма и комедия, музыка и танец. С момента своего появления ...
В Гагарине подрядчик сорвал сроки капремонта моста На совещании, проведенном главой района, принято решение «регулярно мониторить ход выполнения работ» В Гагарине подрядчик сорвал срок капит...
Электробусы не любят холод, показали исследования В 2021 году Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT) в Итаке получила грант на закупку семи полностью электрических автобусов и начала пилотную прог...
Мягкие роботы могут самостоятельно выходить из 3D-принтера Ученые создали первых мягких роботов, которые могут выходить прямо из машин, их производящих. Гибкие четырехногие устройства были разработаны с испол...
Федеральный суд США отменил тарифы Трампа, которые могли затронуть Apple Федеральный торговый суд США постановил, что экс-президент Дональд Трамп не имел полномочий вводить тарифы на импорт из других стран. Это решение пос...
Samsung представит Galaxy Z Fold 7 и Flip 7 с предустановленной One UI 8 Samsung подтвердила, что новые складные смартфоны Galaxy Z Fold 7 и Z Flip 7 поступят в продажу этим летом с предустановленной стабильной версией обо...
Пэрис Хилтон снова раскритиковали из-за её отношения к дочери Пэрис Хилтон, которую часто хейтят из-за её отношения к своим детям, снова столкнулась с критикой.Обсуждения начались после того, как она опубликовал...
"Я буквально истончаюсь". Диана Арбенина высказалась о хейте на фоне конфликта с Валерией Гай Германикой Основательница группы "Ночные снайперы" рассказала о своём отношении к хейту на фоне конфликта с режиссёром Валерией Гай Германикой."Я человек очень ...
В соцсетях обсуждают, сколько денег нужно семье с детьми для жизни в Москве. Миллиона — мало Сколько денег нужно в Москве семье с тремя детьми, чтобы жить, а не выживать. В Сети набирает популярность спорный ролик, в котором жительница столиц...
Средняя зарплата в Москве достигла 161 тысячи рублей. Кто получает больше всех Среднемесячная заработная плата в Москве по итогам I квартала 2025 года, по данным Мосстата, выросла на