Клетки по мерке

3D-микропечать открывает дорогу к созданию клеток на заказ

Александр Носков, Хайтек+

Специалисты MIT и Технологического института Стивенса улучшили разрешение 3D-печати на порядок – до десятка микрон – и описывают одно из самых интересных применений микрорешеток: создание клеток с заданными свойствами. Это преобразит научные исследования и медицину.

Команда из двух американских университетов разработала прорывную технологию 3D-печати с разрешением на порядок меньше аналогов и применила ее для создания решеток для выращивания клеток определенной формы. Так как форма в данном случае часто определяет функциональность, это открывает дорогу к созданию клеток с заданными свойствами, сообщается на сайте MIT (New 3-D printing approach makes cell-scale lattice structures).

В основе процесса – применение электромагнитного поля к микроскопическим каплям, покидающим сопла 3D-принтера. Процесс называют «электропроводным плавлением». Благодаря воздействию поля на выходе волокна получаются толщиной от 10 микрон, то есть миллионных долей метра, тогда как обычный предел миниатюризации проходит на границе 100-150 микрон.

Но технология печати микроструктур – лишь малая часть исследования команды.

Подходу нашли уникальное применение: решетки микронного масштаба можно использовать для культивирования уникальных клеток. Ученые напечатали серию конструкций и с помощью микроскопа и алгоритмов ИИ проанализировали, как их заселяют клетки. Как говорит исследователь Филиппос Турломусис, им удалось выявить пористые структуры, которые приводят к формированию колонии клеток заданной формы.

Фибробласты новорожденного, выращенные на плоской подложке и на микрорешетках с разным плетением (из статьи в Microsystems and Nanoengineering – ВМ).

Турломусис поясняет, что микрокаркас контролирует фокальные контакты формирующихся клеток, с помощью которых они «общаются» с окружающей тканью. А форма и взаимодействие в этом микромире часто определяют и функциональное назначение.

Команда уверена, что управление формой – путь к проектированию клеток с большой точностью и воспроизводимостью результатов.

У выращенных таким образом клеток есть и еще одно важное для научных исследований преимущество: наблюдения показали, что они сохраняют свойства и характеристики намного дольше, чем культуры, выращенные на двумерной подложке.

Статья по итогам работы опубликована в журнале Microsystems and Nanoengineering (Tourlomousis et al., Machine learning metrology of cell confinement in melt electrowritten three-dimensional biomaterial substrates).

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru