Маленькие 3D печатные органы использовали для разработки и испытания лекарственных препаратов

17 сентября 2013, 17:04

Когда дело доходит до реагирования на химические или биологические атаки, будь то вирус Эбола, зарин или рицин, докторам нужно иметь готовый антидот. Чтобы ускорить разработку новых видов терапии, Институт при Баптистском Медицинском Центре Wake Forest занялся уникальным проектом стоимостью $24 миллиона, который финансирует Министерство Обороны США, чтобы разработать «тело на чипе» для развития этих контрмер. Для печати органоидов на чипе будет использован единственный в своем роде 3D принтер от Wake Forest Baptist.

Цель заключается в том, чтобы построить миниатюрные человеческие органы и поместить их на чип, чтобы увидеть их реакцию на вредные вещества во время тестирования и разработки потенциальных методов лечения. Этот подход может потенциально сократить потребность в экспериментах с животными, что стоит очень дорого, занимает много времени, а результаты не всегда пригодны для человека.

«То, что мы пытаемся сделать, это создать небольшие ткани и органы в очень маленьком масштабе, по размеру микрочипа», – сказал доктор Энтони Атала, доктор медицинских наук, директор института и ведущий исследователь проекта. «Миниатюрные, выращенные в лабораторных условиях органы – сердца, легкие, печень и кровеносные сосуды – объединенные циркулирующим кровезаменителем будут использовать для прогнозирования воздействия химических и биологических вредоносных веществ, а также испытания эффективности потенциальных лекарственных средств».

Доктор Атала годами работал над выращиванием и регенерацией органов и тканей. На Ted Talk 2011 доктор Атала продемонстрировал эксперимент в ранней стадии, который однажды мог бы решить проблему с донорскими органами: 3D принтер, работающий на основе живых стволовых клеток, который производит почки для трансплантации. Атала сказал, что он и его помощники активно работали над моделированием прототипа, который бы смог производить искусственно выращенные органы.

Концепция «тела на чипе» основана на схожих достижениях в области электроники. Вместо миниатюрных электронных элементов на чипе, исследователи использовали миниатюрные человеческие органы, диагностические приборы и лабораторные методы.

3D принтер Wake Forest Baptist используют для печати органо-подобных структур, которые повторяют функцию сердца, печени, легких и кровеносных сосудов. Помещенные на 5 см чипе, эти структуры будут объединены кровеносной системой и сенсорами, чтобы обеспечить онлайн-мониторинг отдельных органов и системы в целом.

Циркулирующей заменитель крови будет поддерживать жизнедеятельность клеток и его можно использовать для введения химических или биологических веществ, а также потенциальных лекарственных средств, в систему. Полые каналы будут автоматически направлять токсины или лекарственные вещества из одного органа в другой и на сенсоры, измеряющие температуру, уровень кислорода, PH и прочие показатели.

Доктор Клинт Флоренс, директор действующего подразделения вакцин Translational Medical Division а DTRA говорит, что:

«В случае успеха платформы, основанной в рамках программы eX Vivo Capabilities for Evaluation and Licensure (X.C.E.L.), возможно значительное сокращение времени и средств, необходимых для разработки медицинских препаратов, что произведет положительный эффект на возможность правительства США реагировать на биологические или химические атаки.

Целью исследования является изучение потенциальных возможностей технологии снизить барьер, препятствующий испытаниям, разработке и внедрению продуктов для человека, предназначение которых обезопасить людей за счет эффективности и действенности медицинских препаратов».

Wake Forest Baptist возглавит проект. В число других партнеров входят: Женская больница и Бригем, Университет штата Мичиган и Эджвудский химический и биологический центр вооруженных сил США, Государственный университет Моргана и Блумбергская школа общественного здоровья имени Джона Хопкинса.

Это будет одна из первых попыток объединить сразу несколько органов в одном устройстве, чтобы смоделировать реакцию человеческого организма на токсические и биологически активные вещества. Существуют надежды, что система также сможет идентифицировать предсимптоматических «биопроизводителей» очага болезни и в последствие определить эффективность лечебных препаратов.


3D печать в фильмах и сериалах — Парк юрского периода 3, Анатомия Грей, Элементарно, Теория большого взрыва

3D печать в рекламе нового шотландского виски «3D» (+ видео)

Выставка 3D печатных шоколадных скульптур (+ видео)