Результаты нового исследование, которым руководил профессор Альваро Мата, сотрудник Университета Ноттингема и Университета Королевы Марии в Лондоне, опубликовано в журнале Nature Communications. Учёные разработали метод трехмерной печати из смеси оксида графена с белком. С ее помощью можно создать трубчатые структуры, которые копируют некоторые свойства сосудистой ткани.

трубчатая структура, 3д-печать сосудов, 3д-печать биоматериал
Крупный план трубчатой структуры, выполненной методом 3D печати в сочетании с самосборкой оксида графена и белка.
Изображение: Профессор Альваро Мата.

 

Профессор Мата пояснил, что этот метод соединяет традиционную биопечать, где используются живые клетки, и применение синтетических материалов, которые совместимы с клетками. Таким образом была создана подобная капиллярам структура, которая обладала необходимыми свойствами, чтобы выдерживать кровоток. Это поможет создать сосудистую систему в лаборатории и разработать новые лекарства, гораздо более эффективные и безопасные.

 

 

Материал с замечательными свойствами


Самосборка - это процесс, с помощью которого несколько компонентов могут объединиться в более крупные четко определенные структуры. Биологические системы все основаны на этом процесс контролируемой сборки молекулярных строительных блоков в сложные и функциональные материалы, обладающие замечательными свойствами, такими как способность расти, размножаться и выполнять необходимые для организма функции. 

эндотелиальные клетки, 3д-печать сосудов, 3д-печать биоматериал
Эндотелиальные клетки растущие на поверхности напечатанных трубчатых структур под электронным микроскопом
Изображение: Профессор Альваро Мата.

Новый биоматериал изготовлен путем самосборки из белка и оксида графена. Механизм сборки позволяет гибким (неупорядоченным) областям белка упорядочиваться так, чтобы соответствовать оксиду графена, создавая сильное взаимодействие между ними. По-разному смешивая эти два компонента, можно управлять процессом сборки и создавать сложные устойчивые структуры.

 

Такой материал может быть использован в качестве биочернил для трехмерной печати  структур со сложной геометрией и разрешением до 10 мкм. Исследовательская группа продемонстрировала возможность создавать  подобные сосудам структуры, в которых присутствуют живые клетки, и структуры эти обладают биологически важными химическими и механическими свойствами.

биопринтер, эндотелиальные клетки, 3д-печать сосудов, 3д-печать биоматериал
Поперечное сечение напечатанной на биопринтере трубчатой структуры с эндотелиальными клетками (зеленого цвета), включёнными в стенку
Изображение: Профессор Альваро Мата.

Ведущий исследователь проекта доктор Юаньхао Ву (Yuanhao Wu) пояснил: «Существует большой интерес к разработке материалов и производственных процессов, которые подражают природным. Однако возможности создавать надежные функциональные материалы и устройства посредством самостоятельной сборки из молекулярных компонентов до сих пор были ограничены. Это исследование представляет новый метод интеграции белков с оксидом графена путем самосборки. Его можно будит легко сочетать с аддитивным методом производства, чтобы изготовить биологические устройства, которые позволят нам воспроизвести ключевые части человеческих тканей и органов в лабораторных условиях».

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!