Учёные из ETH Zurich (Швейцарской высшей технической школы Цюриха) добились значительного прогресса в области биоинженерии. Им удалось с помощью 3D-печати создать эластичный человеческий ушной хрящ, который почти идеально воспроизводит структуру, механические свойства и долговечность природного органа.
Это инновационное достижение даёт надежду тысячам пациентов, перенёсших травмы уха или родившихся с врождёнными аномалиями, такими как микротия.
Существующие проблемы и традиционные методы
До настоящего времени стандартным методом реконструкции уха было использование хряща, взятого из рёбер самого пациента. Однако эта процедура довольно болезненна и часто оставляет рубцы и деформации в области грудной клетки.
Кроме того, ухо, реконструированное из рёберного хряща, значительно более жёсткое и менее эластичное, чем настоящее. Учёные стремились преодолеть именно эту проблему. Их концепция заключалась в том, чтобы ткань приобретала стабильность формы и эластичность не после имплантации в организм, а заранее — непосредственно в процессе лабораторного выращивания.
Как создаётся 3D-ухо?
Технологический процесс начинается с получения клеток из небольшого образца хряща пациента, которые затем размножаются до нескольких сотен миллионов в специальной питательной среде. После этого клетки помещают в так называемые «биочернила» (гелеобразное вещество), и структура уха печатается с помощью 3D-принтера.
Изначально напечатанная ткань очень мягкая, поэтому её помещают в инкубатор на несколько недель. Там, благодаря поступлению питательных веществ и кислорода, она набирает прочность и устойчивость.
Результаты экспериментов и перспективы
В рамках исследования учёные сбалансировали четыре фактора для достижения оптимального результата: скорость размножения клеток, свойства материала, плотность клеток и условия роста. Эксперименты на животных моделях показали, что имплантированное искусственное ухо сохраняет форму и эластичность даже спустя шесть недель.
Тем не менее, основной сложностью остаётся достижение идеальной структуры белка эластина, который придаёт уху характерную гибкость и обеспечивает его долговременную стабильность.
Хотя прогресс в биоинженерии редко бывает стремительным, исследователи настроены оптимистично. По их оценке, это исследование ясно демонстрирует, насколько близко мы подошли к идеальной реконструкции человеческого уха.
