Российские ученые создали биопринтер для 3D-печати клеток на пациенте
Российские ученые из НИТУ МИСиС совместно с компанией «3D Bioprinting Solutions» разработали уникальный биопринтер, способный печатать и наносить биоконструкции прямо на тело пациента. Первая в мире успешная операция по 3D-печати клеток непосредственно на пациенте была проведена в Главном военном клиническом госпитале имени Н.Н. Бурденко. Об этом сообщает пресс-служба Минобрнауки России.
Технология будущего: замена утраченных фрагментов тела
Новая технология позволяет оперативно восстанавливать утраченные фрагменты тела, нанося напечатанные биоконструкции сразу на рану. Это увеличивает эффективность сращивания тканей, снижает стоимость лечения и сокращает его сроки. Биопринтер может применяться для восстановления кожных, хрящевых и костных тканей.
«Суть операции в том, что напечатанная на биопринтере конструкция наносится сразу на тело пациента, что повышает эффективность соединения тканей, снижает стоимость лечения, сокращает его сроки. Технология может использоваться для восстановления кожных тканей, а также хрящевых и костных», — пояснил инженер научного проекта НИТУ МИСиС Александр Левин.
Врачи успешно применили инновационную технологию у пациента с обширным дефектом мягких тканей на спине, размером 30 квадратных сантиметров и глубиной до 1 см, полученным в результате ранения. Операция прошла в Главном военном клиническом госпитале имени Н.Н. Бурденко. В течение короткого времени пораженный участок кожи был полностью восстановлен.
Новая технология имеет широкий спектр применения, например, для пациентов с диабетическими язвами. С ее помощью можно лечить пораженные участки кожи, устраняя дефекты и способствуя быстрому заживлению.
Процесс 3D-печати начинается с 3D-сканирования раневой поверхности пациента и создания ее модели. Затем выбирается область печати, задаются параметры, и гидрогель с клетками наносится на рану согласно цифровой модели. В качестве материала используется коллаген первого типа животного происхождения, в который добавляются клетки пациента, взятые из его жировой ткани или костного мозга.
Разработка биопринтера осуществляется в рамках программы Передовой инженерной школы «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» НИТУ МИСиС.
Программа «Передовые инженерные школы» — федеральный проект, созданный на основе одной из 42 стратегических инициатив социально-экономического развития, утвержденных председателем Правительства России Михаилом Мишустиным. Проект направлен на развитие новых технологий и внедрение инновационных решений в различных областях науки и техники. В 2024 году число таких школ достигнет 50, а к 2030 году оно увеличится до 100 по поручению Президента России.
С внедрением биопринтера отечественная медицина получает уникальный инструмент, который может существенно изменить подходы к лечению сложных травм и хронических заболеваний, предлагая новые возможности для регенерации тканей. Это особенно актуально в условиях растущей потребности в эффективных методах восстановления после травм и операций.
Росатоме также разрабатывают бескаркасные конструкции для биофабрикации органов
Эта технология позволяет клеткам самостоятельно формировать тканевые структуры без дополнительных химических поддержек, открывая новые горизонты в области регенеративной медицины и биоинженерии.
Проект реализуется Троицким институтом инновационных и термоядерных исследований в сотрудничестве с магистрантами программы по биомедицинской инженерии и биофабрикации НИТУ МИСиС. Разработка бескаркасных конструкций является частью программы Передовой инженерной школы «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии», поддерживаемой Росатомом.
Методы магнитной и акустической биофабрикации позволяют клеткам организовываться в сложные тканевые конструкции, используя физические силы вместо химических материалов. Это снижает риски, связанные с химическими добавками, и улучшает биосовместимость конечных продуктов.
Магнитная биофабрикация использует магнитные поля для управления позиционированием клеток и их сборкой в трехмерные структуры. Клетки могут быть заранее меткированными магнитными частицами, что позволяет точно контролировать их размещение и формирование тканевых инженерных конструкций.
Акустическая биофабрикация применяет ультразвуковые волны для манипулирования клетками. С помощью специальных акустических полей можно перемещать клетки, создавая из них заданные формы и структуры. Это метод особенно перспективен для создания крупных и сложных органоидов.
