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...
Генпрокурор Калифорнии готовится защитить Apple от тарифов Трампа Генеральный прокурор Калифорнии Роб Бонта рассматривает возможность подачи иска против администрации бывшего президента США Дональда Трампа из-за угр...
Baseus выпускает наушники-вкладыши MC1 Pro с поддержкой AI clip-on Компания Baseus официально представила наушники MC1 Pro AI clip-on в Китае. Новая модель пришла на смену прошлогодней MC. Наушники поставляются в тре...
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...
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 ...
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...
Гаджеты недели 26 мая 2025 года Предлагаем вашему вниманию: ноутбук MSI Prestige 13 AI+ Ukiyo-e Edition с крышкой ручной работы; беспроводная раздельная клавиатура Asus ROG Falcata;...
HONOR анонсировал серию смартфонов HONOR 400 | 400 Pro с AI-камерой 200 Мп и новыми технологиями обработки изображений Бренд HONOR объявил о международном запуске серии HONOR 400. Смартфоны получили передовые технологии искусственного интеллекта для создания фотографи...
Насколько камеры Vivo X200 Ultra лучше, чем в Х200 Pro Автор YouTube-канала Premikum выяснил, что всё-таки стоит покупать ради камер: Vivo X200 Ultra или X200 Pro. Vivo X200 Ultra оснащён новым сверхширик...
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....
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,...
Чистка зубов ультразвуком. За и против Терапевтическая стоматология рекомендует чистить зубы ультразвуком, так как он помогает эффективно удалить с них налет и камень. Ультразвуковая чистк...
Где купить пульсоксиметры? Пульсоксиметр — это небольшой диагностический прибор, который измеряет уровень кислорода в крови и частоту пульса. Он помогает быстро оценить насыщен...
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...
Звезда нулевых Аманда Байнс сделала новую татуировку Звезда нулевых Аманда Байнс, которая ушла из кино на фоне алкогольной и наркотической зависимостей, рассказала, что сделала новую татуировку. По слов...
Настя Ивлеева вновь высмеяла конфликт с Филиппом Киркоровым и свою "отмену" Настя Ивлеева, которая вчера анонсировала запуск собственного медиа, высмеяла конфликт с Филиппом Киркоровым, а также пошутила над своей "отменой" по...
523 спутника Starlink сошли с орбиты за 4 года: виновато Солнце. Каждый пятый спутник умирает за считаные дни, а срок их службы падает до 10 дней Пока SpaceX наращивает масштабнейшее орбитальное созвездие в истории человечества, Солнце действует против этого. Новое исследование показало, что со...
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 ...
Светская Москва переругалась из-за того, кому какое место досталось на показе Walk of Shame В модных телеграм-каналах раскритиковали рассадку на прошедшем в Грибоедовском ЗАГСе показе Walk of Shame. К обсуждению подключились светский журнали...
Линдси Лохан заявила, что не делала пластику, а её лицо изменилось благодаря натуральным сокам и ЗОЖ Линдси Лохан стала героиней нового номера журнала Elle. 38-летняя актриса снялась для обложки и дала интервью, в котором, в частности, заявила, что н...
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...
ИИ вскоре может занять половину энергопотребления центров обработки данных Алекс де Врис-Гао, кандидат наук в Институте экологических исследований VU Amsterdam, опубликовал статью-мнение о результатах простого исследования, ...
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...
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 ...
Без комаров, без химикатов: как работают ультразвуковые отпугиватели Как работает ультразвуковой отпугиватель комаровЭффективность: правда или мифСтационарные УЗ-отпугивателиПереносные УЗ-отпугивателиКак работает ультр...
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...
ТАСС: певец Шарлот пытается из колонии восстановить сожжённый паспорт Российского певца и блогера Эдуарда Шарлота поместили в колонию-поселение. Суд отправил его туда за реабилитацию нацизма ещё в декабре 2024 года. Нак...
Кто такая Настя Ивлеева и зачем она ездила в Донбасс. Главное и интересное из биографии Анастасия Ивлеева (родилась 8 марта 1991 года) — телеведущая, видеоблогер и актриса. В 2021 году заняла первое место в списке Forbes среди самых бога...
Владимир Путин поручил развивать адаптивный спорт Владимир Путин провел заседание Совета при Президенте по развитию физической культуры и спорта. Главная тема — развитие адаптивной физической культур...
Более 12,7 млн россиян уже выбрали будущее для своих городов В этом году более 12,7 млн россиян уже отдали голоса за преображение городской среды в ходе Всероссийского голосования за выбор объектов благоустройс...
Тревожное расстройство: новейший подход к терапии Photo by Hailey Reed on Unsplash Всем знакомо чувство тревоги. Наш организм посылает сигнал, предупреждающий об опасности и призывающий принять необх...
Cоздана программа, моделирующая поведение жидкого металла в термоядерном реакторе В МИФИ создали программу, моделирующую поведение жидкого металла в термоядерном реакторе Сотрудниками кафедры физики плазмы НИЯУ МИФИ создан программ...
Большие языковые модели испытывают трудности с координацией в социальных и кооперативных играх Большие языковые модели (LLM), такие как модель, лежащая в основе функционирования популярной диалоговой платформы ChatGPT, в настоящее время широко ...
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...
🧙♀ Гороскоп на сегодня, 1 июня, для всех знаков зодиака Сегодня, 1 июня, день станет отличным началом для нового этапа. Это время для свежих начинаний и положительных изменений. Придерживайтесь оптимистичн...
Пострадавших при обрушении моста на поезд в Брянской области детей доставят в Москву Детей, пострадавших при крушении моста на пассажирский поезд в Брянской области, доставят авиамедицинской бригадой в Москву. Информацию подтвердил ст...
HONOR представил серию 400_400 Pro в Китае рекордная батарея 7200 мАч, мощный процессо