Ученые при помощи 3D-печати смогли воссоздать функционирующие яичники, с помощью которых стерильная мышь смогла родить здоровых мышат. Биопротезы яичников представляли собой пористій каркас из желатиновых чернил, заполненный фолликулами с незрелыми яйцеклетками. С их помощью удалось восстановить производство гормонов и фертильность у мышей.
В тестах на мышах, у которых один яичник был удален хирургически, ученые обнаружили, что биоимплантаты яичников, подключенные к системе кровообращения, в течение недели приживались и продолжали поставлять яйцеклетки естественным путем через поры желатиновых структур. Из семи мышей, которые спарились после добавления биопротеза, у троих получилось здоровое потомство.
Чем яичники могут отличаться от других трехмерных 3D-печатных структур? Каркас биопротеза представляет собой желатин — биологический гидрогель, полученный из разрушенного коллагена, который безопасен для использования на людях. Существует ряд условий, при которых можно разработать биопротез, который не будет отторгаться живым организмом. Он должен быть сделан из органических материалов, которые были бы при этом достаточно жесткими, чтобы биопротез можно было успешно имплантировать, но в то же время достаточно пористыми, чтобы естественно взаимодействовать с тканями тела.
Трехмерная печать в данном исследовании осуществлялась путем сложения волокон желатина, чтобы контролировать расстояние между ними, а также взаимоотношения между слоями, что позволяет конструировать биопротез подходящего размера и формы. Решетки биопротеза яичников были напечатаны из желатиновых пластин. Размер и положение отверстий в структурах контролировалось, для размещения десятков фолликулов. Зрелые яйцеклетки далее высвобождались из биопротезов, как это происходит при нормальной овуляции. Такая геометрия яичников осуществляет гормональную поддержку незрелых яйцеклеток. Это первое исследование, которое демонстрирует, что архитектура биопротезов влияет на выживаемость фолликулов.
Печать биопротезов для мышей — не конечная стадия исследования. Биопротезирование яичников должно помочь восстановить фертильность и выработку гормонов у молодых женщин, чья репродуктивная система была повреждена в результате различных болезней или состояний.Нередко у таких женщин яичники перестают функционировать, и пациенткам требуется регулярная заместительная гормональная терапия.
Ученые и раньше создавали искусственные яичники для животных, но это первая представленная работа, в которой использовалась технология 3D-печати, однако пока неясно, будет ли такой подход так же эффективен у людей, так как фолликулы у человека отличаются от мышиных.
Таким образом, можно констатировать, что достижения трехмерной печати уже трансформируют некоторые передовые отрасли медицины, позволяя врачам сорздавать детали организма, которые непосредственно могут быть имплантированы пациентам.