Учёные из Германии разработали инновационный 3D-принтер, способный создавать живые ткани прямо внутри человеческого тела. Это открытие может стать важным шагом к новому поколению регенеративной медицины, где повреждённые органы и ткани будут восстанавливаться без операций по пересадке.
Проект возглавляет доктор философии Андреа Тулуза (Andrea Toulouse) — специалист по микрооптике и волоконной 3D-печати из Института прикладной оптики Штутгартского университета. Исследование проводится при поддержке Фонда Карла Цейсса, который выделил 2 миллиона долларов на создание научной группы 3D Endoscopic Microfabrication (3DEndoFab).
Как работает технология
В отличие от традиционной биопечати, где ткани создаются в лаборатории и затем пересаживаются в организм, новый метод позволяет печатать биологические структуры непосредственно внутри тела.
Основой технологии является сверхтонкое оптическое волокно, диаметр которого меньше грифеля карандаша. На его конце располагается микроскопическая линза, напечатанная с точностью до нескольких микрометров — меньше крупицы соли. Эта линза фокусирует лазерный луч, который «отверждает» био-чернила слой за слоем, формируя живые клетки и ткани.
Таким образом, миниатюрный принтер может проникать в организм с помощью эндоскопа и «строить» нужные структуры точно в месте повреждения. Это решает сразу две проблемы современной биопечати: громоздкость оборудования и необходимость трансплантации заранее выращенных тканей.
Зачем это нужно
Современные 3D-принтеры уже могут создавать хрящи или мышечные ткани, но их имплантация остаётся сложным и рискованным процессом. Решение команды Тулузы открывает путь к точечному восстановлению тканей без хирургического вмешательства.
В рамках проекта 3DEndoFab учёные сотрудничают с профессором Михаэлем Хайманном из Института биоматериалов и биомолекулярных систем Штутгартского университета. Цель их совместной работы — не только усовершенствовать сам процесс печати, но и разработать био-чернила, безопасно интегрирующиеся в организм.
Предыдущие эксперименты в рамках проекта EndoPrint3D уже доказали возможность печати через оптическое волокно с помощью фемтосекундных лазеров. Теперь исследователи хотят добиться микрометрового разрешения и использовать полностью биоразлагаемые материалы, совместимые с живыми клетками.
Чтобы приблизить технологию к медицинской практике, группа Тулузы станет частью исследовательской сети Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS), работающей под эгидой Cyber Valley. Эта инициатива объединяет достижения в робототехнике, биоинженерии и искусственном интеллекте для развития здравоохранения будущего.
Учёные также намерены проверить, могут ли микроскопические 3D-печатные каркасы направлять рост человеческих клеток и стимулировать организм самостоятельно завершать процесс регенерации после начала печати.
