Эксперимент с использованием технологии 4D-биопечати на борту Международной космической станции можно считать успешным, утверждают учёные НИТУ МИСИС, осмотрев образцы, недавно вернувшиеся на Землю с орбиты. Результаты показали, что в условиях космической лаборатории можно сформировать такие полые органы, как сосуды и мочеточник, а значит становится всё больше возможностей для создания искусственных тканей.
25 марта ракета-носитель Союз МС-25 доставила на российский сегмент МКС специальные контейнеры для магнитного биопринтера «Орган.Авт», подготовленные на Земле специалистами компании «3Д Биопринтинг Солюшенс» и Университета МИСИС. В кюветах находились металл-полимерные пластины, содержащие на поверхности клеточный монослой, которые под воздействием магнитного поля и температуры образовали трубчатые конструкции. Эксперимент «Магнитная биофабрикация» провели Олег Кононенко, рекордсмен по суммарной продолжительности пребывания в космосе, и первая белорусская женщина-космонавт Марина Василевская.
Управляющий партнер компании «3Д Биопринтинг Солюшенс» Юсеф Хесуани отметил: «Созданный нами биопринтер доставлен на борт МКС ещё в конце 2018 года. Тогда Олег Кононенко впервые провёл уникальный опыт по созданию трехмерных тканеинженерных конструкций щитовидной железы мыши и хрящевой ткани человека в космосе. Логичным продолжением исследования возможностей биофабрикации в условиях невесомости является эксперимент по созданию эквивалентов трубчатых органов. Уникальность события заключается в использовании термоактивируемого эффекта памяти формы, за счет которого пластины скручиваются».
Материал, обладающий эффектом памяти формы, возвращается к своему первоначальному виду под воздействием внешних сил, даже если он был предварительно деформирован. Влиять может температура, свет, влага или магнитное поле. От обычных материалов он отличается возможностью программирования под желаемую форму и время фиксации.
«На космодроме „Байконур“ мы с коллегами провели предполетную подготовку образцов для дальнейшей заправки в биопринтер, запрограммировав узкий температурный диапазон воздействия: при комнатной температуре пластины были ровными, а при достижении 36 градусов в магнитном поле они сворачивались. Сделать подобное в космосе, еще и впервые в мире — однозначно успех», — сказал директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Фёдор Сенатов.
После нескольких дней эксперимента на МКС космонавты зафиксировали получившиеся тканевые конструкты и отправили их на Землю для последующего анализа. Далее учёные проведут гистологическую и иммуногистохимическую оценку, а также исследуют морфологию конструкции.
«Биомедицина сегодня — одна из перспективных быстрорастущих отраслей национальной экономики. Ученые Университета МИСИС в рамках стратегического проекта „Биомедицинские материалы и биоинженерия“ по программе „Приоритет 2030“ ведут исследования в области тканевой инженерии, биофизики, биопечати, новых технологий и материалов для медицины. Среди наших ключевых разработок, которые уже в ближайшем будущем помогут улучшить качество жизни людей, — спинальные кейджи, тканевой пистолет, нейропротезы и другие. Логичным продолжением развития стратпроекта стало создание осенью 2023 года Института биомедицинской инженерии, одна из задач которого — проведение исследований, разработка и коммерциализация новых продуктов для биомедицины. Коллектив ученых под руководством директора Института, к.ф.-м.н. Федора Сенатова совместно с российскими и белорусскими космонавтами провел эксперимент по 4D-биопечати трубчатых органов в космосе. Успешно полученные результаты лягут в основу исследований по созданию искусственных тканей в условиях невесомости», — прокомментировала ректор Университета МИСИС Алевтина Черникова.
Партнерами космического эксперимента выступают: Госкорпорация Роскосмос, ПАО «РКК «Энергия», АО «ЦНИИмаш» и ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина», АО «Организация «Агат».
