Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Учёные создают напечатанную на 3D-принтере живую легочную ткань
Последняя редакция: 16.07.2025
Исследователи из UBC Okanagan разработали 3D-биопечатную модель, которая близко имитирует сложность естественной легочной ткани — инновация, которая может преобразить то, как ученые изучают болезни легких и разрабатывают новые методы лечения.
Доцент факультета наук Ирвинга К. Барбера доктор Эммануэль Осей говорит, что модель производит ткань, которая тесно напоминает по сложности человеческое легкое, что позволяет улучшить тестирование респираторных заболеваний и разработку лекарств.
«Чтобы проводить наши исследования и необходимые тесты, где мы изучаем механизмы сложных заболеваний легких, чтобы в конечном итоге найти новые мишени для лекарств, нам необходимо иметь возможность создавать модели, сопоставимые с человеческими тканями», — говорит он.
Команда исследователей использовала биочернила, состоящие из фоточувствительного полимер-модифицированного желатина и полимера под названием полиэтиленгликоль диакрилат, чтобы напечатать на 3D-принтере гидрогель, включающий несколько типов клеток и каналы для воссоздания сосудов, имитирующих структуру дыхательных путей человека.
После печати гидрогель ведет себя во многом как сложная механическая структура легочной ткани, улучшая способы изучения реакций клеток на стимулы.
«Наша цель состояла в создании более физиологически релевантной in vitro модели дыхательных путей человека», — говорит доктор Осей, который также работает с Центром инноваций сердца и легких UBC. — «Интегрируя сосудистые компоненты, мы можем лучше смоделировать среду легких, что крайне важно для изучения болезней и тестирования лекарственных средств».
Доктор Осей объяснил, что когда у человека диагностируют рак легких, хирург — с согласия пациента — может удалить пораженный участок вместе с частью нормальной ткани легкого и передать эти образцы исследователям.
«Однако исследователь не может контролировать, сколько ткани он получит», — поясняет он. — «Иногда это может быть лишь небольшой кусочек ткани, который доставляют в лабораторию и обрабатывают различными химическими веществами для тестирования. Теперь же, с помощью 3D-биопечати, мы можем изолировать клетки из этих донорских тканей и потенциально воссоздавать дополнительную ткань и тестовые образцы, чтобы проводить исследования в наших лабораториях, не полагаясь на новые донорские образцы».
По словам доктора Осея, многие заболевания легких в настоящее время неизлечимы, включая хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ), астму, идиопатический легочный фиброз и рак. Возможность создавать модели для тестирования — это значительный шаг вперед в исследовании респираторных заболеваний и разработке новых лекарств.
Исследование, опубликованное в журнале Biotechnology and Bioengineering в сотрудничестве с Mitacs и при поддержке Providence Health Care, является шагом к оценке таких аспектов заболеваний легких, как рубцевание и воспаление, и может в будущем привести к излечению различных болезней.
В статье описывались тесты, включая воздействие экстракта сигаретного дыма на биопечатную 3D-модель, что позволило исследователям наблюдать увеличение провоспалительных цитокинов — маркеров воспалительных реакций легочной ткани на никотин.
«Тот факт, что нам удалось создать эту модель, а затем использовать определенные триггеры, такие как сигаретный дым, чтобы продемонстрировать, как модель реагирует и имитирует аспекты заболеваний легких, является значительным шагом вперед в изучении сложных механизмов болезней легких и поможет понять, как их лечить», — говорит доктор Осей.
«Наша модель сложна, но благодаря воспроизводимости и оптимальной природе биопечати ее можно адаптировать, добавляя дополнительные типы клеток или клетки, полученные от конкретных пациентов, что делает ее мощным инструментом для персонализированной медицины и моделирования заболеваний».
Доктор Осей отмечает, что продолжение этой работы ставит его исследовательскую команду в уникальное положение для сотрудничества с коллегами из таких организаций, как Immunobiology Eminence Research Excellence Cluster UBC, биотехнологическими компаниями и всеми, кто заинтересован в развитии биоискусственных моделей.