1
00:00:06,742 --> 00:00:12,052
В настоящее время сотни тысяч людей
находятся в очереди на трансплантацию

2
00:00:12,052 --> 00:00:16,069
таких важных органов,
как почки, сердце и печень,

3
00:00:16,069 --> 00:00:18,449
которые могли бы спасти
немало человеческих жизней.

4
00:00:18,459 --> 00:00:20,699
К сожалению, помочь всем нуждающимся

5
00:00:20,699 --> 00:00:24,619
не представляется возможным —
донорских органов постоянно не хватает.

6
00:00:24,619 --> 00:00:26,583
А что, если вместо того, чтобы ждать,

7
00:00:26,583 --> 00:00:31,123
мы создали бы абсолютно новые,
индивидуальные органы «с нуля»?

8
00:00:31,123 --> 00:00:33,783
Эта идея легла в основу 
технологии биопринтинга —

9
00:00:33,783 --> 00:00:38,063
активно развивающегося направления 
регенеративной медицины.

10
00:00:38,063 --> 00:00:41,083
И пусть мы пока не готовы начать 
воспроизводить сложные органы,

11
00:00:41,083 --> 00:00:43,193
мы научились печатать
простые ткани,

12
00:00:43,193 --> 00:00:45,113
например, кровеносные сосуды и канальцы,

13
00:00:45,113 --> 00:00:49,683
отвечающие за обмен веществ 
и продуктов жизнедеятельности.

14
00:00:49,683 --> 00:00:53,743
Биопринтинг является «биологическим»
родственником 3D-печати —

15
00:00:53,743 --> 00:00:57,479
технологии получения трёхмерных объектов

16
00:00:57,479 --> 00:01:01,989
методом послойного наращивания материалов.

17
00:01:01,991 --> 00:01:05,191
Но вместо привычных металлов,
пластмассы или керамики

18
00:01:05,191 --> 00:01:09,751
3D-биопринтер органов и тканей 
использует «биочернила» —

19
00:01:09,751 --> 00:01:13,622
биоматериалы, в состав 
которых входят живые клетки.

20
00:01:13,622 --> 00:01:18,892
Основу большинства биочернил составляют
богатые водой молекулы — гидрогели.

21
00:01:18,892 --> 00:01:21,839
Они смешиваются
с миллионами живых клеток,

22
00:01:21,839 --> 00:01:23,929
а также с различными
химическими веществами,

23
00:01:23,929 --> 00:01:26,679
способствующими 
взаимодействию и росту клеток.

24
00:01:26,679 --> 00:01:29,846
В некоторых биочернилах 
содержатся клетки только одного типа,

25
00:01:29,846 --> 00:01:35,366
в других — сочетание нескольких типов, что
позволяет получать более сложный материал.

26
00:01:35,366 --> 00:01:37,620
Предположим, вы хотите
распечатать мениск —

27
00:01:37,620 --> 00:01:40,310
хрящевую прокладку в коленном суставе,

28
00:01:40,310 --> 00:01:44,040
предотвращающую трение
большеберцовой и бедренной костей.

29
00:01:44,040 --> 00:01:46,820
Мениск состоит из хрящевых
клеток хондроцитов,

30
00:01:46,820 --> 00:01:50,520
и чтобы изготовить биочернила,
таких клеток потребуется немало.

31
00:01:50,520 --> 00:01:55,320
Данные клетки можно получить от доноров
и затем размножить в лаборатории.

32
00:01:55,320 --> 00:01:57,809
Или их можно взять
из собственной ткани пациента

33
00:01:57,809 --> 00:02:03,459
и тем самым свести к минимуму вероятность
отторжения изготовленного мениска.

34
00:02:03,489 --> 00:02:05,416
Существует несколько методов 3D-печати,

35
00:02:05,416 --> 00:02:09,476
наиболее популярный из них —
микроэкструзионная печать.

36
00:02:09,476 --> 00:02:13,096
При этом методе биочернила
загружают в ёмкость принтера,

37
00:02:13,096 --> 00:02:17,426
а затем пропускают через круглое сопло
экструдера, или печатающей головки.

38
00:02:17,426 --> 00:02:19,596
На выходе из сопла экструдера,

39
00:02:19,596 --> 00:02:23,526
диаметр которого составляет
не более 400 микрон,

40
00:02:23,526 --> 00:02:26,123
получается непрерывная нить — филамент —

41
00:02:26,123 --> 00:02:29,173
толщиной с человеческий ноготь.

42
00:02:29,173 --> 00:02:33,433
Компьютерное изображение или файл
определяют порядок нанесения нитей

43
00:02:33,433 --> 00:02:36,853
на плоскую поверхность или в жидкую среду,

44
00:02:36,853 --> 00:02:40,743
где напечатанный материал будет
оставаться, пока не стабилизируется.

45
00:02:40,743 --> 00:02:45,133
Такой принтер работает довольно быстро
и, нанося слой за слоем,

46
00:02:45,133 --> 00:02:47,843
печатает мениск примерно за полчаса.

47
00:02:47,843 --> 00:02:51,533
После печати некоторые биочернила
застывают почти мгновенно,

48
00:02:51,533 --> 00:02:53,993
а другим для стабилизации необходимы

49
00:02:53,993 --> 00:02:57,592
ультрафиолет, дополнительные химические
реакции или физическое воздействие.

50
00:02:57,592 --> 00:02:59,972
Если процесс печати пройдёт успешно,

51
00:02:59,972 --> 00:03:01,762
клетки синтезированной ткани

52
00:03:01,762 --> 00:03:05,502
начнут вести себя точно так же,
как и клетки биологической ткани:

53
00:03:05,502 --> 00:03:09,702
взаимодействовать, обмениваться
питательными веществами и размножаться.

54
00:03:09,702 --> 00:03:11,112
Мы уже научились печатать

55
00:03:11,112 --> 00:03:13,912
такие относительно простые
клеточные структуры, как мениск;

56
00:03:13,912 --> 00:03:17,561
у нас есть успешный опыт имплантации
биопечатного мочевого пузыря;

57
00:03:17,561 --> 00:03:19,891
а в результате пересадки
искусственных тканей

58
00:03:19,891 --> 00:03:23,091
у крыс наблюдалась
регенерация лицевых нервов.

59
00:03:23,091 --> 00:03:26,942
Учёным также удалось напечатать
ткани лёгких, кожи, хрящей,

60
00:03:26,942 --> 00:03:33,672
и малоразмерные и полуфункциональные
модели почек, печени и сердца.

61
00:03:33,672 --> 00:03:36,984
Однако воссоздание 
сложной биохимической среды

62
00:03:36,984 --> 00:03:39,954
главных органов человека является 
колоссально трудной задачей.

63
00:03:39,954 --> 00:03:42,494
В процессе микроэкструзионной печати

64
00:03:42,494 --> 00:03:45,934
может погибнуть огромное
количество клеток биочернил,

65
00:03:45,934 --> 00:03:50,373
если отверстие сопла будет слишком мало́
или давление печати слишком велико.

66
00:03:50,373 --> 00:03:53,653
Одной из самых трудновыполнимых задач,
стоящих перед учёными, является

67
00:03:53,653 --> 00:03:58,543
обеспечение клеток полноразмерного органа
кислородом и питательными веществами.

68
00:03:58,543 --> 00:04:01,520
Поэтому наибольшие успехи
на сегодняшний день были достигнуты

69
00:04:01,520 --> 00:04:04,270
в биопечати плоских 
и полых клеточных структур,

70
00:04:04,270 --> 00:04:07,200
и именно поэтому неимоверные усилия
направляются на то,

71
00:04:07,200 --> 00:04:11,320
чтобы научиться встраивать
кровеносные сосуды в биопечатные ткани.

72
00:04:11,320 --> 00:04:14,698
Биопринтинг обладает огромным
потенциалом спасать жизни,

73
00:04:14,698 --> 00:04:16,998
а также способствует
лучшему пониманию того,

74
00:04:16,998 --> 00:04:19,528
как же на самом деле работают
наши внутренние органы.

75
00:04:19,528 --> 00:04:23,358
Бесконечный ряд возможностей
открывает и сама технология,

76
00:04:23,358 --> 00:04:27,258
включая биопечать тканей
со встроенной электроникой.

77
00:04:27,258 --> 00:04:31,558
Сумеем ли мы когда-нибудь
превзойти возможности нашего организма

78
00:04:31,558 --> 00:04:35,925
или подарить ему новые свойства,
наподобие несгораемой кожи?

79
00:04:35,925 --> 00:04:42,242
Сможет ли трансплантация биопечатных
органов продлить жизнь человека?

80
00:04:42,242 --> 00:04:45,974
И кому именно будет дано право
воспользоваться этой технологией

81
00:04:45,974 --> 00:04:49,054
и её невероятными результатами?