О том, что раствором с живыми клетками можно печатать при помощи струйного принтера, известно уже несколько лет. Более того, ряд экспериментов показал, что клетками можно печатать, слой за слоем, целые живые ткани заданной трёхмерной формы.

Однако чтобы таким способом можно было сформировать целый орган, содержащий клетки нескольких типов, нужно было преодолеть ряд сложностей с "многоцветной" печатью, чтобы каждому цвету соответствовали бы клетки мышечных волокон, костной или соединительной ткани, кожи и так далее.

Кэмпбелл подошёл к решению этой задачи не в лоб, а, так сказать, сбоку. В своих опытах он использовал специальный струйный принтер, для которого подготовил особые "чернила": раствор, содержащий фактор роста BMP-2, который провоцирует превращение стволовых клеток в клетки костной ткани.

Затем он покрыл предметное стекло микроскопа фибрином и распечатал на нём при помощи струйного принтера четыре отдельных квадратика со сторонами по 750 микрометров. В каждом — своя "яркость краски", то есть концентрация BMP-2.

Далее пластинку положили в чашку Петри и равномерно нанесли на неё взрослые стволовые клетки, взятые от мускулов ног мышей. Стволовые клетки, оказавшиеся на участках с фактором роста, начали превращаться в клетки костной ткани. И чем большей была концентрация BMP-2, тем выше "урожай" дифференцированных клеток. Стволовые же клетки, которые оказались на чистых участках, превратились в мышечные клетки, так как этот путь развития стволовая клетка выбирает по умолчанию.

В прежних опытах учёные выращивали разные типы тканей из стволовых клеток по отдельности. Но, как полагает Кэмпбелл, умение дифференцировать клетки сразу в несколько видов (кость, мускулы...) бок о бок делает эту технологию более близкой к природному процессу, во время которого стволовые клетки дифференцируются рядом, в пределах тела.

"Вы можете создать такую структуру подложки, в которой один конец будет развивать кость, ещё один край — сухожилие, а третий — мускулы. Это обеспечивает вам больший контроль над регенерацией ткани", — говорит автор работы.

Соавтор этого исследования, профессор робототехники Ли Вейсс (Lee Weiss), который помог Кэмпбеллу в создании биопринтера, предостерегает от преждевременных оваций: "Я могу напечатать довольно сложные вещи. Но, вероятно, один из самых серьёзных ограничивающих факторов (для данной технологии) — это понимание биологии. Нужно точно знать, что именно печатать".