Травматологія і Фармакологія

Змінюючи правила

...3D генерація органів та тканин принесе революційні зміни у принципи хірургічного лікування, забезпечивши економічно доступний та ефективний підхід до лікування, зробить його регенеративним, врахує усі особливості кожного конкретного пацієнта...
https://www.aofoundation.org/who-we-are/about-ao/news/2020/2020_07-3d-sim

Опублікований: 04.08.2020

Науковці Інституту АО в Давосі (ARI) наразі працюють над питанням, відповідь на яке здійснить справжню революцію у тканинній інженерії.

Команда ARI та mimiX з першим прототипом інструменту для 3D друку тканин. Зліва направо: Р. Амрейн (R. Amrein), Н. Ді Марціо (N. Di Marzio), М. Тернер (M. Thurner) та Т. Сьєрра (T. Serra)

Науковці Інституту АО в Давосі (ARI) наразі працюють над питанням, відповідь на яке здійснить справжню революцію у тканинній інженерії. Сприятливі умови для цього дослідження було створено завдяки підтримці Центру перекладу інновацій АО. Морфогенез, спричинений звуковими коливаннями (3D SIM) – це дітище одного з науковців ARI, доктора Тіціано Сьєрра (Tiziano Serra). Він полягає у тому, що звукові хвилі за лічені секунди формують мережу клітин, забезпечуючи саморегульований субстрат для васкуляризації. Даний принцип має великий потенціал для тканинної інженерії, для конструкцій, яка базуються на аутологічних матеріалах, широко доступних в лабораторних умовах.

Ресурси АО – включно з винаходами та ноу-хау – забезпечуються Відділом обміну технологіями при Центрі перекладу інновацій АО (AO ITC), який для перевірки життєздатності концепції та її виводу на ринок співпрацює з інвесторами.

Судинно-тканинна інженерія (виготовлення тканин, до яких входять судини) може мати значний вплив на методи та результати лікування значної кількості розладів. Завдяки цій технології можна буде отримати створену in vitro тканину з судинами для моделей, при значених для лабораторної діагностики та дослідження медикаментів. Однак розробка масштабної конструкції з судинами являє собою складне клінічне питання, яке досі не має відповіді.

Розроблена доктором Сьєрра технологія «3D SIM» має на меті створення штучних тканин як реальну можливість доступного та ефективного лікування. Цей інтраопераційний метод формування васкуляризованих комплексів здатний зламати звичні шаблони та змінити підхід у медицині на регенеративний та персоналізований.

«Я розпочав роботу над цим проектом з приходом в ARI, в жовтні 2016 року, з суперечки з моїм безпосереднім керівником про можливість застосування звукових хвиль для організації клітин та генерації органів», - каже Сьєрра. Цю ідею він запозичив під час «BRIDGE», об’єднаної програми Швейцарського національного фонду науки та «Innosuisse» – Швейцарської агенції інновацій та отримав фінансування у розмірі 180 000 швейцарських франків. «Це був лише перший крок. Для більшої достовірності та наочності я повинен був продемонструвати цю технологію».

3D генерація органів та тканин AO

Сьєрра пояснює, що технологія «3D SIM» здатна вирішувати цілий ряд питань (пов’язаних з труднощами швидкого та середньострокового відновлення природньої комплексної морфології тканин та органів під час хірургічного лікування), відповіді на які пропонують інші перспективні технології, такі як 3D друк. Прототип обладнання наразі здатний менш ніж за хвилину створити задані конструкції великого розміру (від кількох міліметрів до 150 квадратних сантиметрів), які сприяють формуванню васкуляризованих тканин, і це справжній прорив. Завдяки цій технології, можна організовувати клітини шар за шаром, створюючи заздалегідь спроектовані моделі тканин для застосування у дослідженні медикаментів, індивідуальному формуванні тканин пацієнтів або моделюванні захворювань.

За словами доктора Сьєрра, цей винахід дозволить користувачу – науковцю, фармацевтичній компанії або лікарю-хірургу – піпеткою ввести клітини у лабораторний агрегат та на кілька секунд увімкнути звук щоб організувати клітини, сформувати мікрофрагменти та скористатись ними для лікування пацієнта. Цю технологію можна використовувати для виготовлення шкіри, кісток, хряща, навіть цілих органів. Вона унікальна та досі не використовується ніде у світі. 3D генерація органів та тканин принесе революційні зміни у принципи хірургічного лікування, забезпечивши економічно доступний та ефективний підхід до лікування, зробить його регенеративним, врахує усі особливості кожного конкретного пацієнта.


Інші матеріали