Напечатайте мне печень.

Думаю что 21-й век принесёт немало нового в медицину. Например эксперименты со стволовыми клетками могут привести к созданию технологии выращивания биологических тканей для ремонта или замены повреждённых органов. Но стволовые клетки, сами по себе готовые стать клетками любой ткани организма, всё же, пока что, не могут самоорганизоватся в орган для замены. И тут можно вспомнить про уникальную технологию биопринтеров.

Создан первый серийный биопринтер
Первый биологический 3D-принтер, специально разработанный в расчёте на мелкосерийный, но всё же промышленный выпуск, открывает новые перспективы в области имплантации и восстановления органов и тканей. Таков результат сотрудничества американской компании Organovo и австралийской Invetech.
Вместо того чтобы пытаться вырастить в пробирке орган или кусочек ткани нужной формы и заданных свойств, куда эффективнее напечатать его на биопринтере, — полагают специалисты Organovo. В роли чернил такой аппарат использует запас культивированных клеток нужного типа (эпителиальные, соединительные, мышечные), а прецизионная печатающая головка под управлением компьютера выкладывает клетки (и вспомогательные вещества) в нужном порядке.

В преддверии празднования нового года в голову приходит мысль, что таким образом можно было бы например напечатать совершенно новую печень для замены прежней, поражёной циррозом. :)

А теперь о биопанке?

Наша цивилизация построена на идеологии противопоставление человека и природы. Для успешной борьбы с природой человечество вот уже много веков развивает технику. Но так ли уж правилен этот путь? Может быть стоит просто сотрудничать с природой и тогда многие задачи будут решены гораздо проще?
Вот например: существующие на сегодняшний день протезы заменяющие человеческое сердце настолько несовершенны, что требуют постоянной подзарядки, разрушают кровяные тельца и вообще намного менее практичны чем настоящее сердце. Поэтому лучшей заменой больному сердцу является другое сердце. Хотя сердце и достаточно простой орган, всего-лишь гидронасос, но и тут технология пасует перед созданием природы. Что-же, может эльфийская цивилизация пошла бы другим путём?

На основе стволовых клеток была создана ткань сердечной мышцы
Специалисты из США и Нидерландов сумели получить полнофункциональный участок сердечной мышцы, воспользовавшись эмбриональными стволовыми клетками.
В начале работы исследователи с помощью зеленого и красного флуоресцентных белков модифицировали эмбрион мыши таким образом, чтобы разные отделы сердца животного имели разную окраску. Это позволило проследить за процессом образования ткани сердечной мышцы и выяснить, какие именно клетки-предшественники в нем участвуют.
Выделив необходимые клетки, ученые извлекли их и разместили на тонкой подложке из полидиметилсилоксана; через некоторое время они наблюдали образование участка ткани сердечной мышцы толщиной в одну клетку. «Конечно, на практике нам потребуются полосы большей толщины, которые придется как-то снабжать кровью», — замечает участник исследования Ибрагим Домиан (Ibrahim Domian) из Гарвардской медицинской школы.
В будущем эти клетки планируется использовать для восстановления поврежденного сердца. Ученые видят два способа доставки клеток к месту назначения: можно либо просто ввести их в пораженную ткань в надежде на то, что они самостоятельно образуют участок мышцы, либо приготовить гель на их основе. «Мы уже сейчас готовы начать опыты на мышах, — заключает г-н Домиан. — Будем специально инициировать сердечные приступы, а потом бороться с их последствиями».

И вообще, управление ростом живых тканей может приобрести совершенно неожиданные формы.

Ученым удалось вырастить кусок мяса
Ученые выделили клетки из мышечной ткани живой свиньи и смешали их с другими ингредиентами животного происхождения. Клетки размножились и превратились в «стейк». Осталось только придумать, как эти мышцы «накачать». Исследователи из Нидерландов вырастили то, что сами они называют «сырой свининой».
Попробовать «продукт» никто пока не решился, но ученые не оставляют надежды, что лет через пять «растительное мясо» будет продаваться повсеместно.
«В настоящий момент мы имеем нечто, что можно назвать «истощенной мышечной тканью», — отчитывается физиолог, профессор Университета Эйндховена Марк Пост. — Нам необходимо улучшить ее — натренировать и растянуть. Рано или поздно мы это сделаем и получим продукт, который не будет приносить вред окружающей среде и уменьшит страдания животных. Если в конечном итоге нам удастся еще и придать ему вкус мяса, люди совершенно точно будут это покупать».
Ученые выделили клетки из мышечной ткани живой свиньи и смешали их с другими ингредиентами животного

Кстати, как вы относитесь к подобным экспериментам? Стали бы вы есть искуствено-выращенное мясо?

Интерфейсы мозг-компьютер

С каждым днём интерфейсы мозг-компьютер становятся всё более реальными. То что раньше казалось нам откровенной фантастикой, постепенно входит в нашу жизнь.
Вот две новости:

Бельгийские ученые разработали чип для внедрения в живую клетку
Специалисты бельгийского исследовательского центра IMEC разработали микроигольчатый чип, обеспечивающий связь между традиционными электронными компонентами и живыми клетками.
Каждая микроигольчатая структура в новом чипе служит контактной площадкой для подключения одной живой клетки и содержит электрод, который может с высокой точностью записывать и контролировать в реальном времени электрическую активность каждой отдельной генерирующей клетки в сети. Такие клетки связываются между собой с помощью электрических сигналов. Исследование электрической активности такого рода клеток позволяет существенно углубить представление человека о процессах внутри сетей этих клеток.
Электроды микроигольчатого чипа уменьшены до размеров отдельной клетки. Каждая микроскопическая иголочка сделана из металлического стержня, покрытого слоем оксида. На конце каждой такой иголочки создается проводящий наконечник из золота или нитрида титана. При наложении клеток на поверхность чипа клеточная мембрана плотно присасывается к игольчатой структуре, обеспечивая надежный контакт с электродом. Такой электрический контакт обеспечивает превосходное соотношение «сигнал-шум» - теперь исследователи могут точно измерять исходящие электрические сигналы и стимулировать клетку с сигналами заданной мощности.

Проведены успешные испытания инвазивного нейрокомпьютерного интерфейса
Нейробиологи из Клиники Майо и Университета Северной Флориды (США) закрепили набор электродов на поверхности коры полушарий мозга испытуемых и «научили» компьютер распознавать буквы, на которых люди концентрировали внимание.
В исследовании приняли участие двое больных эпилепсией, электрическая активность мозга которых контролировалась — в медицинских целях — по технологии электрокортикографии, предполагающей проведение хирургической операции (краниотомии) и размещение электродов прямо на поверхности коры мозга. «Методы электрокортикографии и электроэнцефалографии сильно отличаются по качеству предоставляемой информации, — замечает ведущий автор работы Джерри Ши (Jerry Shih). — Скальп и кости черепа искажают и ослабляют сигнал, действуя подобно атмосфере Земли, которая мешает вести астрономические наблюдения, и сдерживая разработку нейрокомпьютерных интерфейсов».
Во время тестирования системы передачи испытуемые находились на расстоянии около 75 см от экрана, на котором демонстрировались 36 алфавитно-цифровых символов. Специальная компьютерная программа анализировала электрическую активность мозга добровольцев и выводила на экран тот символ, на котором было сфокусировано внимание участников эксперимента. «Откалибровав систему, мы получили практически стопроцентную вероятность корректного распознавания символа, — рассказывает г-н Ши. — Да, аналогичные результаты демонстрировались и в экспериментах с электроэнцефалограммами, но наша методика обеспечивает более высокую скорость обмена информацией». Как сообщается, первый испытуемый научился передавать один знак за 39 секунд; второй тратил на передачу всего 23 секунды.
Авторы пока не могут сказать, сколько электродов понадобится имплантировать больным в том случае, если нейрокомпьютерный интерфейс такого типа будет применяться на практике.

И если вам кажется, что от этих экспериментальных лабораторных опытов, до разьёма в затылке ещё далеко, то спешу вас огорчить (обрадовать). Прогресс в этой области движется очень быстро. Ещё год назад считывание мозговой активности, ограничивалось обычными энецефалограммами, а в этом году мы уже имеем значительный прогресс. И это ведь только публичные новости. А сколько ещё открытий и разработок скрывается от нас во тьме секретных лабораторий?