
Американские ученые напечатали на
3D-принтере сердечную
мышцу со встроенными датчиками сокращений. Результаты работы опубликованы
в журнале Nature Materials.
 
В последнее время на смену
лабораторным животным и клеточным культурам в биомедицинских исследованиях
приходят искусственные органы из живых клеток (микрофизиологические системы, «органы-на-чипе»). Как правило, их создание представляет собой многостадийный
литографический процесс. Кроме того, в таких системах обычно нет встроенных
датчиков, и наблюдать за их работой приходится с помощью внешнего оптического
оборудования.
 
Чтобы избавить искусственный
орган от этих недостатков, сотрудники Гарвардского университета прибегли к 3D-печати, разработав для
этого шесть типов функциональных полимерных чернил. Все они сильно разбавлены,
что позволяет печатать гибкие слои толщиной от 0,5 до 6,5 микрометра.
 
Первым слоем системы стала
декстрановая пленка толщиной в 0,5 микрометра, которая служила временной
растворимой подложкой для следующих слоев. Затем из термопластического
полиуретана (ТПУ) ученые напечатали консоли, поддерживающие ткань. В толще этих
консолей расположены эластические пьезорезистивные датчики растяжения из ТПУ с
углеродными наночастицами.
 
На следующем этапе ученые
напечатали на поверхности консолей микрофиламенты из концентрированного
вязкоэластичного полидиметилсилоксана, служащие поддержкой и направляющими для
роста сердечной мышечной ткани. Выступающие концы датчиков увенчали электродами
с контактами из полиамида с частицами серебра. В качестве материала для изоляции
электродов и восьми изолированных гибких емкостей для биологической ткани
использовали полидиметилсилоксан, полилактид или акрилонитрилбутадиенстирол. Как
пишут ученые, последние два материала предпочтительны для испытаний лекарств,
поскольку меньше абсорбируют жирорастворимые препараты.
