«Родные» имплантаты. Как продвинулась 3D-печать органов и что такое биопринтинг

Что произошло

Хирурги из американской биотехнологической компании 3DBio Therapeutics напечатали на 3D-принтере имплантат, образованный из клеток пациентки, и успешно пришили его ей. 

• Протез предназначен для 20-летней девушки с микротией — врожденным недоразвитием ушной раковины. 
• Из неполного уха пациентки взяли частицу хряща весом в полграмма и извлекли из него хондроциты.
• Из них медики вырастили необходимое количество новых хрящевых клеток (несколько миллиардов) и смешали их с коллагеном для 3D-печати.
• Модель ушной раковины сделали, ориентируясь на форму второго, здорового уха девушки. Печать имплантата заняла 10 минут. Затем ухо успешно пришили пациентке.
• Врачи предполагают, что со временем, по мере прорастания нервов в имплантат, он приобретет чувствительность.

Почему это важно

3DBio Therapeutics — одна из немногих компаний, которая во время 3D-печати протеза использовала клетки самого пациента. Пока такие случаи уникальны. 

• Технология создания имплантата получила название AuriNovo, над ней работали в течение 7 лет. Сейчас она проходит клинические исследования. В испытании примут участие 11 человек. 
• В компании заявили, что американские ведомства уже проверили технологию. 
• Протезы AuriNovo планируют делать для людей с микротией III–IV степени. Медики считают, что в будущем технологию усовершенствуют и ее можно будет применять для изготовления других органов, в том числе внутренних.

Ранее аналогичный эксперимент провели китайские ученые. Пять детей из КНР с микротией получили протезы, которые сделали из их же клеток на 3D-принтере. В 2018 году ученые отчитались, что у девочки, которой пришили имплантат в 2015 году, он прижился. Остальным четверым протез поставили позже, и «результаты тоже хорошие».

Прецедент

3D-принтеры, которые печатают имплантаты из материалов, содержащих живые клетки, называются биопринтерами. В перспективе они позволят вместо многомесячного ожидания донорских органов получать необходимые ткани и делать из них протезы всего за несколько часов. 

• В 2019 году сотрудники Университета Тель-Авива разработали технологию, которая позволяет из взятых у пациента тканей изготавливать биочернила, пригодные для печати, а их, в свою очередь, использовать при печати сердечной ткани, пригодной в качестве кардиопластыря при лечении сердца.
• В 2015 году ученые из Цюриха разработали технологию, позволяющую печатать полноразмерный имплантат человеческого носа менее чем за 20 минут из хрящевых клеток, например из колена, пальца, уха или других частей тела. Поскольку имплантат выращивают из клеток организма, риск отторжения гораздо ниже, чем у имплантата из «неродных» материалов. 
• В Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (США) экспериментируют с биопринтерами для печати кровеносных сосудов.

Контекст

• По данным аналитиков из Allied Analytics, в 2018 году мировой рынок 3D-печати в медицине оценивался в $973 млн. По их прогнозам, к 2026-му рынок вырастет до $3,6 млрд, а среднегодовой темп роста составит 18,2%.
• На сегодняшний день печатают не только имплантаты, но и ортопедические стельки, корсеты, слуховые аппараты, прототипы корпусов медицинских приборов. 
• Универсальных моделей для всех пациентов не существует, поэтому ученые и врачи стремятся с помощью технологий создавать индивидуальные образцы, которые подойдут конкретному пациенту и снизят риск осложнений. 
• Пока биопечать полностью функциональных сложных внутренних органов невозможна. На сегодняшний день печать тканей, сосудов и органов — основной приоритет развития отрасли.