3D печать на чипе

3D-печатные «органы-на-чипе» – вне всяких сомнений, именно сфере медицины 3D печать может принести наиболее значительный результат, что многочисленные ученые и исследовательские группы не перестают доказывать. Но достижение, о котором пойдет речь сегодня, заслуживает отдельного внимания. 3D печать на чипе может полностью изменить представление о медицинских исследованиях однажды, а испытания на животных отойдут в прошлое. Гарвардские ученые с гордостью представили общественности полностью функционирующее «сердце-на-чипе» со встроенными датчиками, измеряющими силу сокращений ткани. Эта удивительная система воплощена в жизнь с помощью 3D принтера и подарит исследователям новые возможности для изучения сердечной мышцы.
Исследовательской группе не принадлежит первенство в разработке подобной структуры – несколько других организаций работали над созданием «органов-на-чипе» и ранее, причем добились значительных успехов в этом деле. На счету ученых успешное создание жизнеспособной микроархитектуры тканей легких, языка и кишечника. Теперь список инновационных систем пополнился функциональным 3D-печатным сердцем. Примечательно, что 3D печать на чипе качественно имитирует как структуру, так и функционал оригинальных образцов. К сожалению, совершенной работы таких аналогов добиться пока невозможно, но существующий результат дает отличное представление обо всех происходящих в органе процессах.

Процесс 3D печати «органов-на-чипе»

3D-печатные «органы-на-чипе» позволят ученым проще составить статистику и получить дополнительные сведения о возможных заболеваниях, а также подобрать оптимальное медикаментозное лечение в каждом конкретном случае. Такой подход обеспечит медиков качественным инструментом клинической диагностики, исключающей необходимость проведения опытов на людях и животных. Что касается этого пункта, он затрагивает не только этическую сторону вопроса, но и финансовую. Ведь эксперименты на животных сопровождаются дополнительными расходами как на анализы и хирургические процедуры, так и на обеспечение подопытных должным уходом. 3D печать на чипе сведет к минимуму любые сложности исследовательского процесса.

Команда подошла к реализации разработки со всей ответственностью, оборудовав «сердце-на-чипе» целым рядом специальных углублений, разделяющих ткани и датчики. Целью такого решения является упрощение изучения структуры органа и поиска подходящего лечения в долгосрочной перспективе. Исследование может занять несколько недель, но по его завершению ученые получат полный отчет и представление о поведении тканей под влиянием медицинских препаратов. Также исследователи радуются возможности изучить хроническое влияние токсинов на наш организм, которое при иных условиях было бы чрезвычайно затруднительно.

3D-печатное «сердце-на-чипе»

Теперь расскажем более подробно о процедуре изготовления «органов-на-чипе». Их создание – чрезвычайно сложный и дорогостоящий процесс, основанный на литографической 3Д-печати с использованием нескольких различных материалов. Гарвардскими учеными была разработана особая методика печати, а также ряд «чернил» для 3D-принтера, оптимально подходящих для воспроизведения сложной структуры чипа. Всего исследователи создали шесть материалов для 3D печати с интегрированными гибкими тензометрическими датчиками. То есть, вся необходимая электроника уже встроена в структуру ткани и приобретает нужную форму во время печати. Все вместе позволяет получить систему, идеально имитирующую работу человеческого сердца в миниатюре.

Порой изобретения научных деятелей нас просто поражают, и это именно такой случай. Очевидно, что технология 3D_печати становится неотъемлемой частью современного мира и медицины в частности. Подобные открытия способны изменить мир и оказать бесценную помощь в спасении человеческих жизней.