ИИ превратил 3D-принтер в партнёра по созданию живых тканей

Исследователи из Медицинского центра Утрехтского университета (UMC Utrecht) совершили прорыв в области 3D-биопечати, разработав систему GRACE. Эта технология сочетает в себе искусственный интеллект и компьютерное зрение, позволяя принтеру не просто печатать, но и «видеть», а также самостоятельно проектировать структуры тканей вокруг живых клеток.

GRACE позволяет печатать адаптивные структуры со сложной геометрией. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09436-7

Главная инновация — решение одной из ключевых проблем биопечати: создания функциональных кровеносных сосудов. Обычно дизайн ткани создаётся до печати, без учёта точного расположения клеток в геле. GRACE с помощью лазерного сканирования в реальном времени определяет местоположение клеток и за секунды проектирует оптимальную сеть сосудов вокруг них.

«Раньше печать всегда зависела от заранее подготовленного чертежа. Теперь GRACE сама участвует в проектировании», — объясняет аспирант Сэмми Флорчак, работавший над разработкой системы.

Сэмми Флорчак и Риккардо Левато в лаборатории объёмной печати. Автор: Ivar Pel/UMC Utrecht

Технология использует метод объёмной биопечати (volumetric bioprinting), при котором трёхмерная структура создаётся целиком за секунды с помощью лазера, затвердевающий светочувствительный гель с клетками. Это намного быстрее и безопаснее для клеток, чем традиционная послойная печать.

GRACE также умеет автоматически выравнивать несколько этапов печати — например, сканировать уже напечатанную костную ткань и идеально подгонять поверхность для хряща. Система даже компенсирует тени от ранее напечатанных элементов, корректируя проекцию света для большей точности.

Профессор Риккардо Левато подчёркивает, что это только начало: сейчас команда работает над увеличением количества клеток для печати более сложных тканей, например, сердечной или печёночной. В будущем технология может открыть путь к созданию имплантируемых органов и персонализированной медицине.

Источник: Sammy Florczak et al, Adaptive and context-aware volumetric printing, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09436-7