Учёные Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова разработали уникальный портативный принтер. С его помощью можно напечатать тканевый эквивалент кожи, который упростит процесс залечивания сложных ран и язв, в частности, тех, которые имеют диабетическую природу.
«Цель проекта – создать подход к восстановлению сложноорганизованных комплексов тканей. Для этого наша команда разработала комбинированные биочернила, портативный биопринтер, мы назвали его «Биоган», а также фотобиомодулятор для воздействия на ткани низкоинтенсивным излучением в красном и инфракрасном диапазоне, чтобы ускорить процессы регенерации», – пояснила руководитель проекта Анастасия Шпичка.
Проведение исследования и разработка столь важного аппарата стало возможным благодаря финподдержке Российского научного фонда.
Особенности разработки
В настоящий момент уже есть прототип биопринтера. Это аппаратный комплекс для транспортировки, нанесения и облучения. В его работе применяются специальные комбинированные биочернила.
Для их создания учёные взяли гидрогель со сфероидами (агрегатами клеток, используемых как строительные блоки), смешали его с составляющими, обеспечивающими регенерацию тканей и обладающими противовоспалительным эффектом. Изготавливаются они непосредственно перед операцией. Принцип действия схож с работой двухкомпонентного клея. Составляющие хранятся в отдельных картриджах до момента смешивания.
«При смешивании составляющих биочернил происходит химическая реакция, в результате которой молекулы компонентов соединяются и образуют прочную гелеобразную структуру», – поясняют исследователи.
Когда гель нанесён на рану, его облучают ультрафиолетом, он затвердевает и не стекает. После этого рост клеток стимулируют с помощью инфракрасного излучения.
Благодаря своему составу разработка учёных должна помочь в лечении даже очень сложных случаев. Речь идёт в том числе о гангренозной пиодермии. Сотрудники Сеченовского университета даже разработали собственный метод её лечения с использованием кортикостероидов и метода иммуносупрессии.
«Использование биопринтера станет новым шагом в помощи таким пациентам», – рассказала участник проекта, ассистент кафедры кожных и венерических болезней имени В.А. Рахманова Екатерина Грекова.
Основная работа впереди
Для начала исследователям необходимо определить и создать оптимальные условия для нанесения «кожи» на рану. Материал, изготовленный с помощью биопринтера, учёные первое время будут тестировать на мини-пигах. Эксперимент будет проводиться в лаборатории регенеративной ветеринарии. Для тестирования учёные берут свиней, у которых раны не заживали более месяца. После использования искусственной кожи следы заживления были заметны уже через три дня, для полного покрытия раны эпителием понадобился 21 день.
После испытаний в ветеринарии запланирована разработка схем лечения, которые подойдут людям. Производство для медицинского применения будет запущено в течение ближайших двух лет.
Новые подходы к лечению серьёзных ран
Сеченовские учёные – не первые, кто воспользовался биопринтером. Так, ранее российские врачи напечатали прямо на пациенте новую кожу, которая закрыла рану. Такой подход позволил коже сразу вживляться в организм больного. Это была первая подобная операция в мире.
Кроме эквивалентов кожи, с помощью 3D-печати российские учёные создают на биопринтерах даже любые человеческие кости. Сначала модель на компьютере приводят в соответствие с требуемыми параметрами по форме, размеру, учитывая все анатомические особенности пациентов. Когда хирург всё утверждает – начинается печать.
Также подписывайтесь на обновления Производства.рф во Вконтакте, Одноклассниках, Телеграме и Дзене.