Уникальный космический эксперимент по 4D-биопринтингу проведут на МКС
Университет науки и технологий МИСИС стал участником проекта по исследованию новых возможностей 4D-биопринтинга на Международной космической станции.
Ученые научно-образовательного центра Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС совместно с сотрудниками компании 3D Bioprinting Solutions 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 3D Bioprinting Solutions), 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.
«Послойная печать на 3D-биопринтере не может справиться с созданием определенных конструкций сложной формы. Поэтому мы давно перешли к новому типу производства – формативному, – пояснил управляющий партнер компании биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани. – На нашем биопринтере “Орган.Авт” космонавты создают необходимый конструкт, формируя его из клеток и других компонентов с разных сторон как снежок. Формативные технологии проще отрабатывать в космосе, потому что собранный объект левитирует в пространстве, он стабилен, его можно исследовать. Микрогравитация на МКС является обязательным дополнительным механизмом».
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 3D Bioprinting Solutions.
Партнерами космического эксперимента выступают ПАО «РКК «Энергия», АО «ЦНИИмаш» и ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина», АО «Организация «Агат».
Об университете
Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСИС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как материаловедение, металлургия, горное дело, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.
В вузе действует более 40 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. Университет МИСИС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира, в его состав входит 8 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 22 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран.
