Существует ли 3D печать органов?

На сегодняшний день 3D-печать органов, пригодных для пересадки человеку, не существует. Учёные действительно могут печатать простые кусочки тканей — например, хрящ, кожу или небольшие фрагменты сосудов, но полноценный живой орган с сосудами, клетками и питанием пока создать невозможно. Главная проблема в том, что в живом теле каждая клетка должна получать кислород и питание через мельчайшие сосуды — капилляры, толщиной всего 5–10 микрометров (это меньше толщины человеческого волоса в 10–20 раз). А современные принтеры не умеют создавать такие тонкие каналы — минимальная точность печати сейчас примерно 25–200 микрометров, то есть в несколько десятков раз грубее, чем нужно.

Кроме того, даже если бы можно было печатать так точно, процесс занял бы слишком много времени. Чтобы напечатать один орган в нужных размерах и деталях, понадобились бы недели или месяцы, а клетки за это время просто погибли бы от недостатка кислорода.

Есть и другие трудности. Материалы, из которых печатают, называются биополимерами или гидрогелями, но они плохо сочетаются между собой. Если пытаться печатать из разных веществ сразу — например, сосуды из одного, а мышцу из другого, — всё смешивается, и структура разрушается. Кроме того, клетки во время печати повреждаются светом и нагревом, и большая часть из них не выживает.

Даже если удаётся напечатать форму будущего органа, в него нужно как-то «заселить» живые клетки, чтобы они начали работать. Но ввести их внутрь очень сложно: иглы, через которые вводят клетки, оставляют микротрещины, а это нарушает структуру ткани. И, наконец, напечатанную ткань невозможно снабдить кислородом, потому что нет полноценного кровотока — нет системы сосудов и капилляров.

Учёные предлагают новую идею — так называемую «голографическую 3D-фотополимеризацию». Это способ печатать не слой за слоем, а сразу весь объём, используя особый свет, который затвердевает материал только в нужных точках. На теории это может позволить печатать быстрее и тоньше, создавать сосудистые сети и даже «культуру» ткани, через которую можно подавать кислород. Но пока это только идея на уровне лабораторных экспериментов, и ни одного живого органа таким способом не создано.

Итак, 3D-печать органов сегодня существует только в виде опытных образцов и научных проектов. Полноценный живой орган, который можно пересадить человеку, напечатать пока невозможно.

https://link.springer.com/article/10.1007/s44340-024-00003-w