- Источник:
- Getty Images
Ученые Сеченовского университета разрабатывают портативный биопринтер. Аппарат достаточно заправить специальными картриджами, чтобы напечатать эквивалент кожи. Разработка необходима людям, у которых есть незаживающие раны, например диабетикам.
«Команда разработала комбинированные биочернила, портативный биопринтер и фотобиомодулятор для воздействия на ткани низкоинтенсивным излучением в красном и ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы ускорить процессы регенерации», — рассказала заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Сеченовского университета руководитель проекта Анастасия Шпичка.
Из чего делают биочернила
Чтобы создать основу для биочернил, ученые используют гидрогель со сфероидами — агрегатами клеток, которые выполняют функции строительных блоков. Еще один элемент — это внеклеточные везикулы, обладающие выраженным прорегенеративным и противовоспалительным потенциалом. То есть рана будет быстро затягиваться и при этом не воспалится.
В составе таких чернил клетки обмениваются различными сигнальными молекулами и развиваются как в естественной ткани, говорят ученые. Сфероиды, в свою очередь, эффективно заполняют раневую поверхность. Эксперты надеются, что чернила смогут помочь даже людям, у которых начался прогрессирующий некроз.
В составе биочернил также есть гидрогель, созданный на основе желатина. В него нужно добавить клетки самого пациента, а также внеклеточные везикулы, которые способствуют заживлению.
Как работает биопринтер
Биочернила находятся в специальных картриджах, их изготавливают непосредственно перед проведением операции.
Первый картридж содержит гидрогель, а второй — сшивающие агенты, которые ускоряют процесс затвердевания гидрогеля.
«Принцип действия биочернил напоминает работу двухкомпонентного клея. При смешивании составляющих биочернил происходит химическая реакция, в результате которой молекулы компонентов соединяются и образуют прочную гелеобразную структуру», — пояснил младший научный сотрудник Дизайн-центра гибкой биоэлектроники Дмитрий Ларионов.
Сейчас ученые разрабатывают специальную систему климат-контроля, которая позволит поддерживать оптимальную температуру биочернил во время транспортировки, в противном случае они утратят свою эффективность. Эксперты уже разработали миксеры, которые обеспечивают правильное смешивание компонентов перед нанесением на рану.
После нанесения гидрогель подвергается облучению ультрафиолетом, чтобы он правильно затвердел и не стек с раны. Затем используется инфракрасное излучение для стимуляции роста клеток. Для этой цели команда планирует создать оптическую систему излучения, которая обеспечит точную и эффективную фотобиомодуляцию клеток.
Для тестирования гидрогеля ученые в скором времени планируют провести эксперимент на минипигах в лаборатории регенеративной ветеринарии Сеченовского университета.