«Как в космос полететь». 3D‐модель сердца назвали крупным прорывом в медицине

Напечатанное человеческое сердце размером с кроличье заметно расширит возможности трансплантации, сообщило AFP News Agency‏. Прежде пациентам врачи могли предложить только своего рода «пластырь» из мышечной ткани. До сего дня создать новое сердце никому не удавалось.

Врачи считают, что освоение новой технологии может решить множество проблем. Однако 3D-печать считалась невозможной из-за сложного строения органов человека. Тем более что для построения модели сердца медикам нужно было иметь в распоряжении большое количество сердечных клеток.

Но, как сообщил руководитель проекта профессор факультета молекулярной клеточной биологии и биотехнологии TAU, факультета материаловедения и инженерии в Центре нанонауки и нанотехнологий и Центра регенеративной биотехнологии Тал Двир, его группе удалось впервые успешно спроектировать и напечатать целое сердце с кровеносными сосудами, желудочками и камерами.

Болезни сердца лидируют среди причин смерти мужчин и женщин в США. В Израиле после онкологических заболеваний они занимают второе место. По данным израильского Минздрава, в 2013 году болезни сердца составили 16% от общего числа смертей в стране. Список ожидания нередко превышает шесть месяцев, и многие больные попросту умирают, до последнего надеясь на выживание.

Зачастую трансплантация является единственным методом лечения, в особенности у пациентов с терминальной стадией сердечной недостаточности. Поэтому демонстрация 3D сердца размером с вишню вызвала огромный интерес. Принтер печатал его около трех часов.

Теперь перед исследователями стоит новая задача — сердце «умеет» сокращаться, но им нужно «научить» его расширяться. Затем исследователи попробуют пересадить импланты животным, и, где-то через год, людям.

«Может быть, через десять лет в лучших больницах мира появятся принтеры для органов, и эти процедуры будут проводиться регулярно», — выразил надежду Тал Двир. Он предположил, что больницы начнут с более простых органов, нежели сердце.

Создание полноразмерного и биосовместимого сердца является самой сложной задачей, когда-либо стоявшей перед учеными, сообщило издание The Jerusalem Post.

Не только потому, что сам по себе орган очень сложный, но также из-за того, что для ученых было весьма проблематично получить в свое распоряжение нужное количество сердечных клеток.

Они взяли у пациента фибриллярный белок, превратили его в стволовые клетки и затем преобразовали их в клетки для сердечной мышцы и кровеносных сосудов. Ученые также создали материал, ставший своеобразным тонером для принтера и смешали исходные материалы. В результате печати было получено молодое сердце, способное к сокращению.

По мнению профессора Двира, разработанный метод позволит напечатать любой орган любого размера необходимый для трансплантации.

«Оно изготовлено из материала, взятого из организма самого пациента, отторжения при трансплантации быть не должно», — выразил уверенность Тал Двир.

Заведующий отделением хирургии печени и поджелудочной железы Московского клинического научного центра Руслан Алиханов сообщил «360», что новая технологи может дойти до пациентов в ближайшие годы. По его данным, подобные исследования ведутся во многих ведущих странах мира.

«Существует целый ряд компаний, которые занимаются разработкой таких 3D-принтеров. Предположу, что должно пройти время экспериментальных исследований, год-два, а потом клинические исследования. Но вообще за этой технологией будущее, потому что она в существенной мере может решить проблемы с донорством, вопрос толерантности к органам. Сейчас пациенты получают специальную иммуносупрессивную терапию для подавления иммунитета. Предполагается, что эти органы будут делаться из собственных клеток человека, которому будет выполняться пересадка. Соответственно, удастся избежать многих осложнений, например, инфекционных или развития опухолей», — уточнил эксперт.

Руслан Алиханов назвал направление 3D-моделирования органов очень перспективным. По его мнению, на его развитие в ближайшие годы будет направлено много усилий. Причем, по научным меркам, на разработку и внедрение этой технологии уйдет не так уж много времени. Как рассказал Руслан Алиханов, сейчас ведутся только экспериментальные исследования 3D-технологий.

«Хрящевые или костные ткани, биопротезы и так далее. Проблема состоит в печати полноценного органа. Исследователи в этой области сталкиваются с проблемой множественности клеток, их кровоснабжения. Она так или иначе будет решена», — выразил уверенность заведующий отделением Московского клинического научного центра.

Вице-президент Межрегиональной общественной организации «Общество трансплантологов» (МОООТ) и главный редактор журнала «Высокотехнологическая медицина» Алексей Чжао был гораздо сдержанней в оценках. По его мнению, скорого внедрения 3D-технологии не произойдет, так как она очень сложна.

«Теоретически и практически это осуществимо, так как сердце — это технический орган, имеющий каркас. Можно выращивать клетки в необходимом количестве в средах и дальше напылять, как это происходит в 3D-принтере. Уже, например, получены клетки мочевого пузыря и прочие. Это все очень красиво, но методика крайне дорогостоящая. Если сейчас обычная трансплантация обходится государству в два миллиона рублей, то с применением 3D-технологии ее стоимость повысится до 200-300 миллионов. С точки зрения экономической доступности это мало реально», — отметил Алексей Чжао.

Эксперт согласился, что из соображений научно-технического прогресса, технологии культивации клеток различных органов и понимания того, из каких тканей состоит тот или иной орган, подобные исследования необходимы.

«Когда-нибудь и мозг смоделируют. Но сейчас это такая же сложная задача, как запустить ракету в космос. Мы же не можем отправить туда всех желающих. Моя точка зрения такова — это очень важные исследования для расширения наших представлений о функциях того или иного органа», — подчеркнул эксперт.

Алексей Чжао также сообщил, что пока ему известны только единичные случаи применения 3D-технологий в медицине.

«Организм человека очень сложен, помимо мышечного каркаса необходимо повторить взаимодействие с нервными окончаниями и пространственную локализацию. Наши знания пока примитивны, смоделировать все нюансы не получается. Моделируются внешне похожие вещи, которые не могут заменить трупную трансплантацию», — резюмировал Алексей Чжао.