WEBVTT

00:00:06.742 --> 00:00:12.052
В настоящее время сотни тысяч людей
находятся в очереди на трансплантацию

00:00:12.052 --> 00:00:16.069
таких важных органов,
как почки, сердце и печень,

00:00:16.069 --> 00:00:18.449
которые могли бы спасти
немало человеческих жизней.

00:00:18.459 --> 00:00:20.699
К сожалению, помочь всем нуждающимся

00:00:20.699 --> 00:00:24.619
не представляется возможным —
донорских органов постоянно не хватает.

NOTE Paragraph

00:00:24.619 --> 00:00:26.583
А что, если вместо того, чтобы ждать,

00:00:26.583 --> 00:00:31.123
мы создали бы абсолютно новые,
индивидуальные органы «с нуля»?

00:00:31.123 --> 00:00:33.783
Эта идея легла в основу 
технологии биопринтинга —

00:00:33.783 --> 00:00:38.063
активно развивающегося направления 
регенеративной медицины.

00:00:38.063 --> 00:00:41.083
И пусть мы пока не готовы начать 
воспроизводить сложные органы,

00:00:41.083 --> 00:00:43.193
мы научились печатать
простые ткани,

00:00:43.193 --> 00:00:45.113
например, кровеносные сосуды и канальцы,

00:00:45.113 --> 00:00:49.683
отвечающие за обмен веществ 
и продуктов жизнедеятельности.

NOTE Paragraph

00:00:49.683 --> 00:00:53.743
Биопринтинг является «биологическим»
родственником 3D-печати —

00:00:53.743 --> 00:00:57.479
технологии получения трёхмерных объектов

00:00:57.479 --> 00:01:01.989
методом послойного наращивания материалов.

00:01:01.991 --> 00:01:05.191
Но вместо привычных металлов,
пластмассы или керамики

00:01:05.191 --> 00:01:09.751
3D-биопринтер органов и тканей 
использует «биочернила» —

00:01:09.751 --> 00:01:13.622
биоматериалы, в состав 
которых входят живые клетки.

NOTE Paragraph

00:01:13.622 --> 00:01:18.892
Основу большинства биочернил составляют
богатые водой молекулы — гидрогели.

00:01:18.892 --> 00:01:21.839
Они смешиваются
с миллионами живых клеток,

00:01:21.839 --> 00:01:23.929
а также с различными
химическими веществами,

00:01:23.929 --> 00:01:26.679
способствующими 
взаимодействию и росту клеток.

00:01:26.679 --> 00:01:29.846
В некоторых биочернилах 
содержатся клетки только одного типа,

00:01:29.846 --> 00:01:35.366
в других — сочетание нескольких типов, что
позволяет получать более сложный материал.

NOTE Paragraph

00:01:35.366 --> 00:01:37.620
Предположим, вы хотите
распечатать мениск —

00:01:37.620 --> 00:01:40.310
хрящевую прокладку в коленном суставе,

00:01:40.310 --> 00:01:44.040
предотвращающую трение
большеберцовой и бедренной костей.

00:01:44.040 --> 00:01:46.820
Мениск состоит из хрящевых
клеток хондроцитов,

00:01:46.820 --> 00:01:50.520
и чтобы изготовить биочернила,
таких клеток потребуется немало.

00:01:50.520 --> 00:01:55.320
Данные клетки можно получить от доноров
и затем размножить в лаборатории.

00:01:55.320 --> 00:01:57.809
Или их можно взять
из собственной ткани пациента

00:01:57.809 --> 00:02:03.459
и тем самым свести к минимуму вероятность
отторжения изготовленного мениска.

00:02:03.489 --> 00:02:05.416
Существует несколько методов 3D-печати,

00:02:05.416 --> 00:02:09.476
наиболее популярный из них —
микроэкструзионная печать.

00:02:09.476 --> 00:02:13.096
При этом методе биочернила
загружают в ёмкость принтера,

00:02:13.096 --> 00:02:17.426
а затем пропускают через круглое сопло
экструдера, или печатающей головки.

00:02:17.426 --> 00:02:19.596
На выходе из сопла экструдера,

00:02:19.596 --> 00:02:23.526
диаметр которого составляет
не более 400 микрон,

00:02:23.526 --> 00:02:26.123
получается непрерывная нить — филамент —

00:02:26.123 --> 00:02:29.173
толщиной с человеческий ноготь.

NOTE Paragraph

00:02:29.173 --> 00:02:33.433
Компьютерное изображение или файл
определяют порядок нанесения нитей

00:02:33.433 --> 00:02:36.853
на плоскую поверхность или в жидкую среду,

00:02:36.853 --> 00:02:40.743
где напечатанный материал будет
оставаться, пока не стабилизируется.

00:02:40.743 --> 00:02:45.133
Такой принтер работает довольно быстро
и, нанося слой за слоем,

00:02:45.133 --> 00:02:47.843
печатает мениск примерно за полчаса.

NOTE Paragraph

00:02:47.843 --> 00:02:51.533
После печати некоторые биочернила
застывают почти мгновенно,

00:02:51.533 --> 00:02:53.993
а другим для стабилизации необходимы

00:02:53.993 --> 00:02:57.592
ультрафиолет, дополнительные химические
реакции или физическое воздействие.

00:02:57.592 --> 00:02:59.972
Если процесс печати пройдёт успешно,

00:02:59.972 --> 00:03:01.762
клетки синтезированной ткани

00:03:01.762 --> 00:03:05.502
начнут вести себя точно так же,
как и клетки биологической ткани:

00:03:05.502 --> 00:03:09.702
взаимодействовать, обмениваться
питательными веществами и размножаться.

NOTE Paragraph

00:03:09.702 --> 00:03:11.112
Мы уже научились печатать

00:03:11.112 --> 00:03:13.912
такие относительно простые
клеточные структуры, как мениск;

00:03:13.912 --> 00:03:17.561
у нас есть успешный опыт имплантации
биопечатного мочевого пузыря;

00:03:17.561 --> 00:03:19.891
а в результате пересадки
искусственных тканей

00:03:19.891 --> 00:03:23.091
у крыс наблюдалась
регенерация лицевых нервов.

00:03:23.091 --> 00:03:26.942
Учёным также удалось напечатать
ткани лёгких, кожи, хрящей,

00:03:26.942 --> 00:03:33.672
и малоразмерные и полуфункциональные
модели почек, печени и сердца.

00:03:33.672 --> 00:03:36.984
Однако воссоздание 
сложной биохимической среды

00:03:36.984 --> 00:03:39.954
главных органов человека является 
колоссально трудной задачей.

00:03:39.954 --> 00:03:42.494
В процессе микроэкструзионной печати

00:03:42.494 --> 00:03:45.934
может погибнуть огромное
количество клеток биочернил,

00:03:45.934 --> 00:03:50.373
если отверстие сопла будет слишком мало́
или давление печати слишком велико.

00:03:50.373 --> 00:03:53.653
Одной из самых трудновыполнимых задач,
стоящих перед учёными, является

00:03:53.653 --> 00:03:58.543
обеспечение клеток полноразмерного органа
кислородом и питательными веществами.

00:03:58.543 --> 00:04:01.520
Поэтому наибольшие успехи
на сегодняшний день были достигнуты

00:04:01.520 --> 00:04:04.270
в биопечати плоских 
и полых клеточных структур,

00:04:04.270 --> 00:04:07.200
и именно поэтому неимоверные усилия
направляются на то,

00:04:07.200 --> 00:04:11.320
чтобы научиться встраивать
кровеносные сосуды в биопечатные ткани.

NOTE Paragraph

00:04:11.320 --> 00:04:14.698
Биопринтинг обладает огромным
потенциалом спасать жизни,

00:04:14.698 --> 00:04:16.998
а также способствует
лучшему пониманию того,

00:04:16.998 --> 00:04:19.528
как же на самом деле работают
наши внутренние органы.

00:04:19.528 --> 00:04:23.358
Бесконечный ряд возможностей
открывает и сама технология,

00:04:23.358 --> 00:04:27.258
включая биопечать тканей
со встроенной электроникой.

00:04:27.258 --> 00:04:31.558
Сумеем ли мы когда-нибудь
превзойти возможности нашего организма

00:04:31.558 --> 00:04:35.925
или подарить ему новые свойства,
наподобие несгораемой кожи?

00:04:35.925 --> 00:04:42.242
Сможет ли трансплантация биопечатных
органов продлить жизнь человека?

00:04:42.242 --> 00:04:45.974
И кому именно будет дано право
воспользоваться этой технологией

00:04:45.974 --> 00:04:49.054
и её невероятными результатами?