Исследователи из Итальянского Института Технологий в Генуе использовали наномасштабную 3D-печать для разработки гибридного нанотехнологического устройства, которое может помочь в разработке методов лечения заболеваний головного мозга и опухолей. Новое 3D-печатное устройство имитирует гемато-энцефалический барьер.

Гемато-энцефалический барьер, имеющий так же краткие названия ГЭБ или BBB (от английского blood-brain barrier) – это физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой, сформированный эндотелиальными клетками мозга, который позволяет пропускать воду и некоторые газы, и блокирует определенные нейротоксины, микроорганизмы и другие вещества.

ГЭБ выполняет функцию своеобразного фильтра и является важной структурой в сохранении здоровья нервной системы и головного мозга человека. Именно поэтому итальянские учёные недавно создали своего рода искусственный ГЭБ, который будет использоваться для развития и совершенствования терапии заболеваний мозга.

Гибридное нанотехнологическое устройство, имитирующее ГЭБ, изготовлено с использованием наноразмерного 3D-принтера Nanoscribe, сочетает в себе искусственные и биологические компоненты и функционирует как микрожидкостное устройство. Прибор был изготовлен с помощью комбинации механических и естественных методов.

Для создания нескольких частей модели ГЭБ использовался процесс микрофабрикации двухфотонной литографии на 3D-принтере Nanoscribe. Во время этого двухфотонного литографического процесса лазер сканирует жидкий фотополимер и отверждает материал по слоям, создавая своего рода 3D-печать типа SLA или DLP, но в субмикронном масштабе.

Вышеописанный процесс 3D-печати позволил исследователям построить точную модель ГЭБ в масштабе 1:1 из фотополимерной смолы. Его микрожидкостная система, состоящая из 50 параллельных цилиндрических каналов, имитирует микрокапилляры микроорганизмов, причем каждая трубчатая структура имеет диаметр всего 10 мкм и поры с крошечным диаметром 1 мкм.

После 3D-печати с использованием фотополимера эндотелиальные клетки культивировали вокруг пористой микрокапиллярной системы, которая затем автономно создавала биологический барьер. Полученное устройство представляет собой своего рода биогибридную систему, которая очень напоминает настоящий ГЭБ.

Такое нанотехнологическое устройство может помочь учёным в создании лекарственных средств, способных проникать через гемато-энцефалический барьер и достигать центральной нервной системы, а так же будет использоваться для разработки новых терапевтических стратегий в лечении рака мозга, болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и других состояний.

Исследование итальянских учёных было опубликовано в статье «Трёхмерная биомиметическая и биогибридная модель гемато-энцефалического барьера в реальном масштабе, изготовленная с помощью двухфотонной литографии» в журнале Small. Работа координировалась Джанни Чиофани, исследователем ИИТ в Понтедере (Пиза), и профессором Политехнического университета Турина в рамках исследовательского проекта SLaMM.

Источник