Ученые из Массачусетского технологического института и Индийского технологического института Мадраса разработали микрофлюидный биореактор, который можно напечатать на 3D-принтере. Изобретение предназначено для изучения органоидов мозга.
Органоиды – это трёхмерные клеточные структуры, представляющие собой «мини-органы». Они используются в качестве моделей для исследования механизмов возникновения и развития заболеваний, а также для оценки эффективности лекарственных препаратов.
Существующие биореакторы представляют собой громоздкую и дорогостоящую аппаратуру, которая не всегда позволяет наблюдать за ростом органоидов. Для этого ученые вынуждены использовать специальные планшеты с высокой стоимостью, совместимостью только с определенными моделями микроскопов и невозможностью обновления в лунках питательной среды.
Разработанный учеными органоидный биореактор сочетает в себе преимущества доступной по цене 3D-печати и микрофлюидики – технологии, при которой питательная среда доставляется в лунки через маленькие трубки, подключенные к крошечной платформе. Биореактор представляет собой чип размером 4 на 6 сантиметров с небольшими лунками, в которых растут органоиды мозга. В каждой лунке происходит предварительный нагрев и автоматическая замена питательной среды, поддерживающей рост тканей.
«Наши затраты на разработку значительно ниже, чем у традиционных продуктов культивирования органоидов на основе чашки Петри или спин-биореактора», – говорит разработчик биореактора Икрам Хан. «Кроме того, чип можно мыть дистиллированной водой, сушить и автоклавировать, поэтому его можно использовать повторно». Стоимость разработки составляет всего 5 долларов, а в качестве материала для печати используется биосовместимый стоматологический композит.
В ходе эксперимента, исследователям удалось вырастить в новом биореакторе органоиды человеческого мозга и проследить их развитие в течение 7 дней. На небольшом участке ткани сформировалась полость похожая на желудочек мозга, окруженный структурой, напоминающей развивающийся неокортекс. При в новом биореакторе число выживших клеток было выше, чем при использовании стандартных аппаратов.
По словам Икрам Хана, его главной целью является возможность познакомить людей с этой технологией и дать им возможность использовать ее для удовлетворения потребностей здравоохранения во всем мире.
