Про це повідомляє ВВС Україна.

Все починалося з історії Люка Масела.

Зараз цей 27-річний чоловік – спортсмен з дипломом з економіки, працює у великій виставковій компанії, багато подорожує і недавно зустрів, за його словами, «найгарнішу дівчину у світі».

І вона, і більшість його нинішніх друзів, дуже здивувалися, коли дізналися, що 17 років тому він пережив півтора десятка операцій.

Люк народився з розщепленням хребта. Хоча він зміг почати ходити, його сечовий міхур був сильно пошкоджений.

До 10 років він майже не виходив з лікарень: через неправильну роботу сечового міхура в нирки хлопчика стала повертатися рідина, лікарі діагностували незворотну патологію органу.

Лікарі запропонували родині два рішення: довічний діаліз або створення нового сечового міхура з сегмента кишки. Це гарантувало б Люку кілька років життя під медичним наглядом і високий ризик розвитку раку.

Уролог, який лікував хлопчика, запропонував родині Масела взяти участь в експериментальній програмі: виростити новий сечовий міхур з його ж власних клітин.

Тоді, у 2001 році, це звучало як наукова фантастика: в самій програмі до Люка взяли участь всього дев'ять людей. Попри це, його родина погодилася.

«Суть операції зводилася до двох етапів: спочатку у мене взяли шматочок тканини сечового міхура і протягом двох наступних місяців в лабораторії вирощували клітини, щоб з них виростити новий здоровий міхур», – розповідає Люк.

Далі була операція з пересадки, яка, за його словами, тривала 16 годин.

Операцію робив доктор Ентоні Атала – дитячий регенеративний хірург.

За два місяці зі ста клітин пацієнта вчені створили півтора мільярда.

Далі на каркасі з колагену була створена інженерна конструкція: сечовий міхур «ліпили», як двошаровий пиріг, серцевина якого згодом розчинилася, і він почав працювати, як звичайний орган, прижившись завдяки клітинам самого Люка.

Після виписки з лікарні Люк і доктор Атала не бачилися 10 років. Хлопець, який колись стояв на порозі смерті, став чемпіоном шкільної команди з вільної боротьби та вступив до коледжу.

Професор за цей час очолив інститут регенеративної медицини Wake Forest в Північній Кароліні, але про Люка він не забував ні на хвилину: його сечовий міхур був одним з найскладніших і найбільш успішних проектів в його ранній практиці.

До 2018 року пан Атала став лауреатом премії Христофора Колумба – за «роботу над відкриттям, яке зробить істотний вплив на суспільство».

Журнали Times і Scientific American в різний час називали його «лікарем року», його також визнали «одним з 50 вчених планети, які в найближчі 10 років змінять наш спосіб життя і роботи».

У середині 2000-х років команда доктора Атали звернула увагу на звичайний побутовий 3D-принтер і створила для нього спеціальне програмне забезпечення.

Пізніше для лабораторії виготовили спеціальні машини. Зараз у лабораторії «вирощують» до 30 різних видів клітин і органів, а також хрящі та кістки.

Одне з останніх досягнень команди – вуха і носи, вирощені поза тілом людини.

Головний замовник і спонсор розробок доктора Атали – американське міністерство оборони, а багато пацієнтів – військові, які постраждали внаслідок бойових дій.

Працює це наступним чином: спочатку робиться комп'ютерна томографія вуха або носа. Один з асистентів пана Атали, Джошуа Корпус, жартує: на цьому етапі люди нерідко просять «поліпшити» форму носа, якщо свій їм здавався занадто широким або гачкуватим, і вух, якщо ті були дуже розлогі.

Після цього створюють спеціальний комп'ютерний код, і починається друк основи органів.

Для цього використовується синтетичний полімер, який самостійно розсмоктується – полікапролактам. Одночасно і гнучкий, і міцний, в тілі людини він розпадається протягом чотирьох років.

Після друку шари полікапролактама нагадують мереживо, їхнє місце після трансплантації вже через кілька років займуть власні хрящові тканини людини.

Потім полікапролактам насичують створеним з клітин пацієнта гелем, охолодженим до –18 градусів Цельсія – таким чином клітини, за словами вчених, не ушкоджуються, вони «живі та щасливі».

Щоб конструкція з полімеру і гелю набула форми і перетворилася у щось більш міцне, в лабораторії використовують ультрафіолет – він не пошкоджує клітини.

Майбутній імплантат друкується чотири-п'ять годин, потім його остаточно формують і вставляють під епідерміс.

Вирощувати можна і шкіру: першими в ранніх випробуваннях доктора Атали брали участь постраждалі від пожеж діти.

Після «друку» шкіри вчені ще кілька років спостерігали за пацієнтами. Нова шкіра не тріскалася, не лопалася і росла разом з дітьми.

Найскладніша робота, за словами вченого, – рани обличчя: мало просто натягнути шкіру, потрібно точно розрахувати геометрію, вивірити припухлості, будову кісток, і зрозуміти, як після цього буде виглядати людина.

Крім шкіри та вух, пан Атала може «надрукувати» кістки щелеп, виростити кровоносні судини та клітини деяких органів – печінки, нирок, легенів.

Цю технологію особливо цінують онкологи: на основі клітин пацієнтів можна відтворити реакцію організму на різні види хіміотерапії та спостерігати за реакцією на той чи інший тип лікування в лабораторних умовах, а не на живій людині.

А ось печінка, нирки, легені та серце – все ще на стадії випробувань. Доктор Атала каже, що виростив їх в мініатюрі, але створення органів з різних тканин і в справжню величину вимагає безлічі додаткових досліджень.

Натомість, за його словами, в лабораторії виростили клітини та створили вагіну для дівчинки, яка народилася кілька років тому з вродженою деформацією статевих органів – з моменту пересадки пройшло вже кілька років.

Доктор Атала посміхається і додає: над створенням працездатного пеніса його команда теж працює. Ці дослідження тривають вже кілька років, і найбільше клопоту у вчених зі складною структурою тканин і специфічною чутливістю самого органу.

Складні людські органи – печінку, нирки, серце, легені – поки що не вдалося виростити жодному регенеративному хірургу.

Біодрук так званих простих органів, втім, вже доступний в США, Швеції, Іспанії та Ізраїлі – на рівні клінічних випробувань і спеціальних програм.

Американський уряд активно інвестує в подібні програми – крім Wake Forest, що співпрацює з Пентагоном, на відтворення роботи печінки, серця і легенів значні суми отримує і Массачусетський технологічний інститут.

На думку професора Хорхе Ракели, гастроентеролога в дослідницькому центрі Mayo Clinic, «біодрук - одна з найбільш приголомшливих галузей сучасної медицини, за нею величезний потенціал, і переломний момент найважливіших відкриттів вже близько».