Русский компания «3Д Биопринтинг Солюшенс» первой в мире напечатала органный конструкт щитовидной железы мыши. Официальный доклад об этом был представлен 8 ноября на интернациональной конференции Biofabrication 2015 в городе Утрехт, Нидерланды.

Лаборатория биотехнологических изучений «3Д Биопринтинг Солюшенс» была основана председателем совета директоров Свободной лаборатории «Инвитро» Александром Островским в феврале 2013 года как частное учреждение для изучений в области трёхмерной биопечати.

Смотрите кроме этого: Samsung представит разработки собственной тайной лаборатории на CES 2016

На грядущей интернациональной выставке электроники CES 2016, которая пройдёт уже через несколько дней, Samsung планирует представить собственные новейшие разработки, созданные в тайной лаборатории Creative Lab. В данной лаборатории компания собрала 350 лучших инженеров западных компаний и дала им полную свободу действий для инноваций и творческих идей. На будущей конференции Samsung представит три увлекательных проекта.Первым из трёх проектов станет умный пояс Welt.

председатель совета директоров «3Д Биопринтинг Солюшенс» Александр Островский (фото: invitro.ru).

Конструкт щитовидной железы был создан из собственных клеток мыши с применением первого российского биопринтера FABION (производное от слов Fabrication и BIO) 15 марта этого года. Его структура соответствует обычному строению органа. За шесть месяцев наблюдений было подтверждено, что он вернул функцию щитовидной железы у животных с экспериментальным гипотиреозом.

«Это несомненный прорыв в области регенеративной медицины, — комментирует научный руководитель лаборатории, к.м.н. Владимир Миронов. – Мы удачно показали возможности созданного в компании первого российского биопринтера. И наряду с этим продолжаем проводить работы по валидации, систематически тестируя и оптимизируя отечественную разработку трехмерной органной биопечати».

Щитовидная железа была выбрана сходу по нескольким соображениям. Во первых, данный орган имеет объёмную, но достаточно несложную структуру. Исходя из этого он удобен для апробации способов 3D-биопечати и контроля результата в научно-исследовательских работах. Во-вторых, заболевания щитовидной железы видятся частенько, а биопечать может предложить новые подходы к их лечению.

По статистике лишь в Российской Федерации и лишь от онкологических болезней щитовидной железы каждый год страдают порядка пяти тысяч людей. В мире же более чем у 665 миллионов человек наблюдаются разные патологии щитовидной железы, и многие из них не поддаются консервативному лечению.

Владимир Миронов выступает с докладом на конференции Biofabrication 2015 (фото: www.bioprinting.ru).

Существует пара подходов к получению органов для трансплантации, и биопечать – самый перспективный из них. В ней используются лишь личные клетки больного, не требуются плотные каркасные элементы и всецело отсутствуют обычные этические неприятности трансплантологии. Биопечать не связана с применением донорских органов животных и погибших людей, суррогатным материнством, выращиванием анэнцефалов на органы и другими вызывающими большие сомнения практиками.

Биопечать кроме этого экономически удачнее, потому, что её себестоимость будет понижаться по мере автоматизации процесса, развития методик и повышении количества заказов. Применять роботизированные установки уже в ближайшее время возможно на каждом этапе создания органа.

3D-биопринтер FABION (фото: bioprinting.ru).

Первый этап – получение донорских клеток. Их возможно брать фактически из любой ткани (к примеру, из жировой), по окончании чего индуцировать их дифференцировку в заданном направлении. Это не теоретическая модель, а уже существующие методики.

Второй этап – получение тканевых сфероидов. По окончании автоматической сортировки созданных на начальной стадии клеток они попадают на молд — (агарозную заготовку с углублениями определённого размера) и заливаются в него. Из-за применения неадгезивной поверхности молда клетки планируют в шарики. Любой сфероид содержит 10 – 20 тысяч клеток, а в органном конструкте контактирует сходу со многими соседними.

Этим достигается высокая плотность клеточной структуры – главной фактор, от которого зависит уровень качества напечатанного органа и его функциональные возможности.

Другие варианты биопечати применяют скаффолды – временные опорные конструкции, удерживающие клетки. Они должны неспешно разрушаться по мере того, как клетки синтезируют личный матрикс, но синхронизации этих процессов тяжело добиться. Помимо этого, скаффолды не дают нужной плотности клеток, а первые результаты их клинического применения вне ожоговых центров выглядят неубедительно.

Биопечать с применением скаффолдов деятельно обсуждалась в последние два года. Статья врача Паоло Маккиарини в издании «The Lancet» об успешной пересадки напечатанной трахеи смотрелась прорывом. Сейчас свободные специалисты Каролинского университета расследуют обвинение «пионера регенеративной медицины» в фальсификации результатов.

Ими установлено, что практически сразу после публикации статьи о прорыве скончался первый больной (совершив последние 8 месяцев судьбы в поликлинике), а второй не прожил и полгода. По предварительной оценке у обоих развился стеноз трахеи благодаря нарушения клеточной миграции.

Коллектив лаборатории «3Д Биопринтинг Солюшенс» (фото: invitro.ru).

Способ тканевых сфероидов лишён недочётов разработки биопечати с временными поддерживающими структурами. «В случае если у вас имеется точечные структуры, такие как сфероид, то, как с мозаикой, возможно нарисовать все что желаешь. У нас большая степень свободы. С позиций геометрии и воспроизведения анатомический и гистологической структуры отечественный подход самый продвинутый», – комментирует Владимир Миронов в интервью изданию «Газета.ру».

На третьем этапе происходит фактически процесс биопечати. Это термин был использован русскими исследователями, сейчас трудящимися в «3Д Биопринтинг Солюшенс» ещё в 2003 году в совместной публикации. Кроме слова «bioprinting» в ней виделись «organoprining» и «bioink» – c расшифровкой определений, как этого требует научный формат публикаций.

Сейчас же эти термины взяли на вооружение Organovo и другие зарубежные компании, любая из которых утверждает, что именно она стояла у истоков разработки.

Биопечать в целом похожа на струйную, с той только отличием, что вместо капель чернил из микросопел вылетают тканевые сфероиды. Плоские структуры, наподобие кожи либо хряща уже создавались коллективами различных лабораторий. «3Д Биопринтинг Солюшенс» смогла сделать следующий ход – перейти к объёмной печатии совершить экспериментальное подтверждение функциональности напечатанного органа.

Лаборатория «3Д Биопринтинг Солюшенс» (фото: invitro.ru).

Исполнительный директор лаборатории биотехнологических изучений «3D Биопринтинг Солюшенс» Юсеф Хесуани разделяет органы на четыре уровня сложности с позиций современной разработке биопечати. Первую группу составляют «плоские» структуры без выраженной дифференцировки клеток – кожа, хрящ, кость. Вторую – трубчатые органы, (трахея, сосуды). Третью – полые органы нетрубчатого строения (желудок, мочевой пузырь, матка).

Четвёртая – паренхиматозные органы (почка, печень).

«Доклады в Утрехте говорят о вовлечении специалистов и быстром развитии отрасли из различных областей, – отметил Юсеф Хесуани, – Биопринтинг есть мультидисциплинарной разработкой и отечественная работа была бы неосуществима без сотрудничества и высокопрофессионального коллектива компании как с русскими, так и зарубежными лабораториями. Очередное отечественное достижение вселяет уверенность в ответе более непростых задач».

В медицине неизменно с осторожностью относятся к новым способам. Исходя из этого до тех пор пока рано сказать о биопечати с применением тканевых сфероидов в клинической практике. Потребуется выполнить ещё множество изучений, перед тем как больным смогут поменять органы как запчасти.

Создатель: Андрей Васильков

Случайная статья:

• Все отечественные проекты на kickstarter в одном посте. //часть2
• 10 Самых необычных гаджетов и аксессуаров от японских разработчиков

Ученые России создают на 3D-биопринтере щитовидную железу для человека

Похожие статьи:

• Спасение российской электроники — выход на внешние рынки

  Пару дней назад мы взяли очередную новость о санкциях США в области электроники: прекращены поставки компонентов для русских проектов по освоению…

• В продаже появился российский принтер, печатающий микроэлектронику

  Первые отечественные принтеры для печати электроники вышли на рынок. Это важная заявка на лидерство в отрасли! Инновационная компания «САН» стала первым…

• Лаборатория роботехники и девушки в сколково

  Сколково в ноябре напоминает военно-воздушную базу Ванденберг — военное сооружение с космодромом, расположенное в Соединенных Штатах (округ Санта-Барбара…