Биопечать, или печать внутренних органов организма на специальном 3D принтере, это уже не сюжет для фантастического произведения. Конечно, пока еще мы не можем прийти в аптеку и попросить показать, скажем, распечатанную печень или самостоятельно дома вывести на печать зуб, но факт остается фактом: рядом с нами уже проживают люди, внутри которых успешно функционируют отпечатанные особым методом органы.
Истоки
В 2000 году было случайным образом обнаружено, что размеры человеческой клетки сопоставимы по размерам с каплей, которую испускает обычный струйный принтер. И биоинженеру Томасу Боланду удалось перенастроить настольный принтер Lexmark на печать ДНК. Через три года кропотливых работ данная технология получила патент — и с тех пор работы в данном направлении идут семимильными шагами.
В число успешно не только распечатанных, но и примененных в трансплантации органов сегодня входят клапан сердца, ушная раковина, зубы, сосуды. В 2007 году биопринтинг стал развиваться в коммерческий продукт.
Технологии
Как и в стандартной 3D печати, в биопринтинге разрабатывается несколько методов. Конечно, при этом применяются не бытовые 3D принтеры, а специализированное оборудование, но общие принципы все-таки схожи. Итак, к наиболее перспективным технологиям на сегодняшний день в биопечати относят:
- Каркасный метод. Суть его в том, что берется неорганический поддерживающий каркас, на который наращивается биоматериал — клетка за клеткой;
- Печать гидрогелем. Главное отличие этого метода от предыдущего в том, что желеобразный гидрогель создает тот или иной орган, надлежащий замене внутри человека. При этом сам напечатанный объект не состоит из биоматериала;
- Пациент отдает немного своей жировой ткани, а затем полученные таким образом «родные» клетки складываются в конструкционный элемент, распечатанный на самом настоящем 3D принтере. При этом не требуется никаких каркасов: клетка сама себя удерживает. Однако после печати требуется некоторое время на то, чтобы распечатанный орган «созрел» до полной готовности в специальной среде.
Имеются и другие технологии био 3D печати. Без сомнения, в будущем их количество увеличится.
Преимущества био 3D печати
Все преимущества налицо:
- Прежде всего — в далеком будущем, конечно — человек может стать буквально собранным, как из конструктора. Вместо поврежденного органа или части тела ему будут имплантированы заменители;
- Не придется ожидать долгой очереди на трансплантацию и выбирать донора;
- Также могут быть решены проблемы с совместимостью: ведь биообразец можно забирать непосредственно у пациента.
Современные трудности
Их много, но никто не обещал, что будет легко. В конце концов, любая инновационная технология в свое время испытывала порой, казалось бы, неразрешимые проблемы и противоречия.
- К главным трудностям по-прежнему относится точное воспроизведение органа. Человеческий организм — настолько сложная система, состоящая из множества взаимосвязанных между собой разноуровневых элементов, что воспроизвести все это необычайно сложно.
- Во-вторых, проблема совместимости. Процессы отторжения ткани еще никто не отменял. Конечно, наиболее перспективно выглядит печать из непосредственно био образцов самого пациента.
- В-третьих, правовые и морально-этические проблемы. Некоторые виды трехмерной био печати предполагают не просто «выращивание» ткани, но и вскармливание целого зародыша (и человеческого, в том числе) ради получения одного лишь органа. Конечно, всерьез о таком способе никто пока не говорит, но технология уже опробована, например, на свиньях.
- Дороговизна — это в-четвертых. Ни о какой массовой печати органов не идет речи еще и по той причине, что это очень дорого. С другой стороны, когда-то и зубное протезирование было людям недоступно.
В дальнейшем технология биопринтинга будет только развиваться и дополняться. Сегодня ведутся разработки и в том направлении, чтобы сам человек выступал… в роли принтера. То есть при таком подходе каждый сможет для себя вырастить внутри собственного организма необходимый орган.