Ростовские ученые разработали биопринтер для создания живых тканей

Человеческие органы с годами изнашиваются, в среднем, по этой причине продолжительность жизни россиян составляет примерно 60 лет. Увеличить продолжительность жизни возможно, заменив плохо функционирующие органы на новые, поэтому идея создания биопринтера, который воссоздавал бы живые ткани, кажется ученым перспективной.

Первый принтер, умеющий печатать человеческие клетки, был создан в 2001 году ученым Томасом Боландом на базе обычного принтера и строил цепочки ДНК. Через пару лет ученый запатентовал машину, которая воссоздавала клеточные каркасы, – ее и считают самым первым биопринтером.

В мире уже созданы принтеры, которые печатают участки костей, мягкие ткани, а также кровеносные сосуды.

Биопринтеринг можно применить не только для печати тканей и органов, а также – для печати в них опухолей, чтобы студенты медицинских учебных заведений могли практиковаться на реальных органах.

Кроме того, с недавних пор на органах, распечатанных на принтере, тестируют лекарства. Обычно новые препараты применяют сначала на лабораторных животных, однако до последнего этапа такие исследования опасны, так как строение организма животного отлично от человеческого. Первые опыты ученые провели на искусственной печени, так как статистика гласит, что чаще всего лекарства не проходят проверку из-за токсического поражения печени в ходе исследования препарата.

Биопринтер ростовского ученого был создан с помощью аддитивных технологий, которые позволяют формировать объемный объект с помощью слоев материала. Подобное оборудование может напечатать биоактивные каркасы из смеси материалов, которые способны поддерживать жизнеспособность клеток. По словам Сергея Чапека, в качестве основного расходника используют специальные биоматериалы, которые позволяют создавать ткань, очень схожую с природной. Ученый подчеркнул, что в России сейчас наука находится на начальном этапе развития технологии биопечати, поэтому окупаемость этой сферы в ближайшее время сомнительна, но перспективы очевидны.

На сегодняшний день органы и ткани, аналогичные человеческим, воссоздают, но об успешном опыте пересадки искусственного органа человеку еще неизвестно. Неясно, как искусственный орган запустить в организме и заставить его исправно работать.  

«Сейчас мы апробировали инженерное решение, – цитируют издания Сергея Чапека. – Пока что на создание одного скаффолда уходит от 20 минут до нескольких часов. С развитием направления станет возможной печать целых органов. Нужно искать партнеров среди медицинских центров». Скаффолд – трехмерная подложка-носитель, необходимая для формирования будущего клеточного органа или его фрагмента (прим. ред.).

Известно, что в высших учебных заведениях мира ученые начинают работу над комбинациями электроники и биоматериалов. Например, в 2013 году зарубежные ученые создали протез уха с особенными возможностями. Ухо устроено технически так, что, если пришить его человеку, слышать он будет гораздо лучше, а также ловить радиоволны и слушать радио без гаджетов.

Биопринтер, созданный на Дону, считают ученые, можно будет применять для печати тканей, для регенеративной медицины, косметической хирургии, а также для фармацевтического тестирования и подбора лекарственных препаратов.

Пока в области биопечати идет этап проверок и исследований, однако, по мнению одного из ведущих исследователей биопечати в России, первая пересадка искусственно воссозданного органа человеку произойдет не ранее 2020 года.