Учёные из Йельского университета (США) представили инновационную методику создания и замены повреждённых кровеносных сосудов с помощью 3D-биопринтинга. В эксперименте была напечатана искусственная аорта, которую успешно имплантировали крысам, — это даёт новые возможности для лечения болезней сердечно-сосудистой системы у людей.

В настоящее время для восстановления или обхода повреждённых сосудов медики используют либо синтетические материалы, либо аутологичные трансплантаты, полученные из собственных стволовых клеток пациента. Однако синтетика, например, микропористый политетрафторэтилен или полиэтилентерефталат, подходит только для крупных сосудов (с диаметром более 6 мм), поскольку существует риск тромбообразования, разрушения структуры, а также возможны утечки крови и проникновение инфекций. Аутологичные трансплантаты требуют сложного хирургического вмешательства, не всегда успешного — примерно треть таких операций заканчивается неудачно.

Для разработки новых сосудистых протезов специалисты подготовили специальный состав биочернил: в него вошли культивированные клетки гладкой мускулатуры крыс и фибробласты, смешанные с гидрогелем. Полученную смесь загружали в 3D-биопринтер, который формировал сосуды, нанося биоматериал слоями на вращающуюся металлическую основу.

В эксперименте приняли участие две группы лабораторных крыс (всего 20 самцов): одной группе пересадили созданную методом 3D-печати аорту, другой провели лишь пункцию сосуда. После операции не было выявлено серьёзных осложнений, за исключением одного случая смерти из-за кислородного голодания (ишемии).

Результаты работы показали, что новая технология позволяет быстро производить сосуды нужных размеров и прочности, причём такие протезы обладают как механической, так и биологической функциональностью. Коллаген, добавленный в гидрогель, способствует поддержанию формы сосудов и предотвращает их деформацию. Кроме того, для получения клеточного материала необязательно использовать клетки самого пациента — это открывает новые перспективы для лечения заболеваний вроде атеросклероза или диабетической стопы.

Детальное описание эксперимента и его результатов опубликовано в журнале Scientific Reports.