Университет науки и технологий МИСИС стал участником проекта по исследованию новых возможностей 4D-биопринтинга на Международной космической станции. Ученые НОЦ Биомедицинской инженерии и научной группы «Сплавы с памятью формы» НИТУ МИСИС совместно с сотрудниками компании «3Д Биопринтинг Солюшенс» создадут инструкции для проведения эксперимента по формированию биоинженерных конструкций из комбинации синтетических материалов и биологических компонентов с использованием магнитного биопринтера «Орган.Авт» (создан российской компанией «3Д Биопринтинг Солюшенс»), и подготовят специальные материалы с памятью формы, которые лягут в основу перспективных биоинженерных конструкций для регенеративной медицины, ортопедии, костной пластики и других областей науки. После эксперимента, когда биоматериалы доставят на Землю, ученые оценят механические и функциональные характеристики сформированной тканеинженерной конструкции.
Ни российские, ни зарубежные исследователи еще не проводили опыты с использованием клеток, биопринтера и материала с памятью формы, который будет изменять геометрию уже в космических условиях.
«Космонавтам предстоит провести ряд экспериментов с созданной в НИТУ МИСИС синтетической пластиной, покрытой клеточным материалом и обладающей эффектом памяти формы. При определенном воздействии она будет сворачиваться в трубчатую структуру. В перспективе из такого материала могут получиться, например, искусственные сосуды», — рассказал директор НОЦ Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов.
«Орган.Авт» не похож ни на один из существующих биопринтеров. Он находится на МКС с 2018 года. Биоконструкты в нем формируются внутри кюветы не послойно как на 3D-устройствах, а одновременно со всех сторон. Впервые в мире с его помощью удалось успешно вырастить хрящевую ткань человека и щитовидную железу мыши. В 2019 году на МКС синтезировали образцы мяса из клеток коровы, кролика и рыбы. Такая технология получила название магнитная биофабрикация.
«Условия микрогравитации позволяют использовать принципиально новые подходы к биофабрикации. Мы можем собирать объекты не послойно: как при классических аддитивных технологиях, а формировать их одновременно с разных сторон, — пояснил управляющий партнер компании биотехнологических исследований „3Д Биопринтинг Солюшенс“ Юсеф Хесуани. — Формативные технологии проще отрабатывать в космосе, потому что собранный объект левитирует в пространстве, он стабилен, его можно исследовать. Наш подход заключается в использовании микрогравитации, а не борьбы с ней».
Совместно с экипажем космонавтов, сотрудниками РКК «Энергия» и ФГБУ НИИ ЦПК имени Ю. А. Гагарина будет отработана методика получения биоинженерных конструкций из комбинации синтетических материалов с памятью формы и биологических компонентов с помощью магнитной фабрикации методом 4D-биопринтинга.
«Этот эксперимент имеет высокую практическую и социально-экономическую значимость в области космонавтики и здравоохранения. Задачи соответствует мировому уровню исследований и разработок, а его результаты будут иметь очевидные перспективы для регенеративной медицины», — подчеркнул Станислав Петров, главный конструктор «3Д Биопринтинг Солюшенс».
Партнерами космического эксперимента выступают: ПАО «РКК «Энергия», АО «ЦНИИмаш» и ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина», АО «Организация «Агат».
