Инновационный прорыв: 4D-биопечать органов в условиях невесомости

Недавно завершившийся эксперимент с 4D-биопечатью на Международной космической станции (МКС) ознаменовал собой новый шаг в области космической медицины и биоинженерии. Исследование, проведенное учеными Национального исследовательского технологического университета МИСИС (НИТУ МИСИС), доказало возможность создания полых органов, таких как кровеносные сосуды и мочеточник, в условиях космической лаборатории.
Эксперимент "Магнитная биофабрикация" был доставлен на борт МКС 25 марта 2023 года ракетой-носителем "Союз МС-25" в рамках российского сегмента станции. Специально разработанные контейнеры для магнитного биопринтера "Орган.Авт" были подготовлены специалистами компании "3D Биопринтинг Солюшенс" и НИТУ МИСИС.
Контейнеры содержали металл-полимерные пластины, на поверхности которых находился клеточный монослой. Под воздействием магнитного поля и температуры эти пластины сформировали трубчатые структуры. Этот процесс был осуществлен космонавтами Олегом Кононенко, рекордсменом по продолжительности пребывания в космосе, и Мариной Василевской, первой женщиной-космонавтом из Беларуси.
"Наш биопринтер был доставлен на борт МКС еще в конце 2018 года. Тогда Олег Кононенко провел первый в истории эксперимент по созданию трехмерных тканеинженерных конструкций щитовидной железы мыши и хрящевой ткани человека в космосе. Логичным продолжением этого исследования является эксперимент по созданию эквивалентов трубчатых органов. Уникальность этого события заключается в использовании термоактивируемого эффекта памяти формы, который позволяет пластинам скручиваться", - отметил Юсеф Хесуани, управляющий партнер компании "3D Биопринтинг Солюшенс".

Материал, используемый в эксперименте, обладает эффектом памяти формы, что означает, что он может возвращаться к своей первоначальной форме под воздействием внешних сил, даже после деформации. Такими силами могут быть температура, свет, влага или магнитное поле. Отличается он от обычных материалов тем, что его можно запрограммировать на желаемую форму и время фиксации."На Земле, созданные с помощью биопечати сосуды проходят дальнейшую обработку, в ходе которой их поверхность заселяется эндотелиальными клетками, выстилающими внутреннюю поверхность кровеносных сосудов", - пояснил Владимир Миронов, научный руководитель Лаборатории 3D-биопечати тканей и органов НИТУ МИСИС.
"Следующим шагом станет пересадка сконструированных сосудов на животных. Если процесс пройдет успешно, можно будет переходить на создание более сложных органов - сердца, печени или почек", - добавил Юрий Гущин, руководитель отдела связей с общественностью компании "3D Биопринтинг Солюшенс".
Успех эксперимента "Магнитная биофабрикация" открывает широкие перспективы для развития медицины в космосе. С помощью 4D-биопечати можно будет создавать новые ткани и органы для трансплантации космонавтам на длительных космических миссиях. Кроме того, полученные знания могут быть использованы для разработки новых методов лечения заболеваний и травм на Земле.