Московские ученые работают над созданием портативного биопринтера «Биоган», который сможет печатать тканевые аналоги кожи. Эти материалы подойдут для лечения плохо заживающих ран и язв, вызванных диабетом и гангренозной пиодермией, сообщает пресс-служба Сеченовского университета.
По словам руководителя проекта Анастасии Шпички, заведующей лабораторией прикладной микрофлюидики Сеченовского университета, ученые разрабатывают новый подход к восстановлению сложных комплексов тканей. Помимо самого биопринтера были созданы специальные биочернила и фотобиомодулятор. Он воздействует на ткани с помощью низкоинтенсивного излучения в красном и ближнем инфракрасном диапазонах. Для биочернил используются гидрогель со сфероидами и внеклеточные везикулы с регенеративным и противовоспалительным действием. Клетки в составе биочернил обмениваются сигнальными молекулами и развиваются подобно естественной ткани.
Дмитрий Ларионов, младший научный сотрудник Дизайн-центра гибкой биоэлектроники, объяснил принцип работы нового устройства. Оно представляет собой аппаратный комплекс, который используется для транспортировки, нанесения и облучения биочернил. Сами биочернила состоят из двух компонентов, которые хранятся в отдельных картриджах:
- в одном находится гидрогель на основе желатина с клетками пациента и внеклеточными везикулами, которые способствуют заживлению. Эти «чернила» готовятся непосредственно перед операцией;
- во втором картридже содержатся сшивающие агенты. При смешивании этих компонентов происходит химическая реакция, в результате которой молекулы соединяются и образуют прочную гелеобразную структуру.
Чтобы клетки не разрушались во время транспортировки, необходимо сохранять постоянную температуру. В настоящее время ученые работают над созданием системы «климат-контроля». Она будет поддерживать нужный режим при перемещении и охлаждать биочернила перед нанесением на пораженный участок кожи. После нанесения гидрогель подвергается ультрафиолетовому облучению, чтобы затвердеть и не стекать с раны. Затем используется инфракрасное излучение для стимуляции роста клеток. Для этого специалисты разрабатывают оптическую систему излучения, которая обеспечит точную и эффективную фотобиомодуляцию клеток.
Первоначальное тестирование гидрогеля будет проведено на мини-пигах в лаборатории регенеративной ветеринарии Сеченовского университета.
Ольга Олисова, член-корреспондент РАН и директор клиники кожных и венерических болезней им. Рахманова Клинического центра наук о здоровье Сеченовского университета, отметила, что прототип биопринтера уже создан. В ближайшее время будет готов конечный продукт. Исследование проводится при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда.
В июне 2024 года в Сеченовском университете представили фотобиомодулятор, предназначенный для восстановления кожи, слизистых оболочек рта и ушных раковин после ожогов и травм. Это устройство также может быть использовано для лечения заболеваний суставов. Ожидается, что фотобиомодулятор будет внедрен в клиническую практику в 2025 году.
Материал подготовлен с использованием прес-релиза Сеченовского университета.
Фото:iStock.com,Ladanifer