8 июля 2021

Студенты Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ приступили к созданию искусственных хрящей с помощью трехмерного биопринтинга

Студенты магистратуры Инженерно-физического института биомедицины Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (ИФИБ НИЯУ МИФИ) приступили к работе по созданию искусственных хрящей методом трехмерного биопринтинга под руководством ученого, доцента ИФИБ НИЯУ МИФИ Владимира Миронова, рассказали в пресс-службе вуза. Так же, по сообщению пресс-службы, в университете планируют развивать направление лазерной биопечати волос.

Биопринтинг – роботическая послойная биопечать трехмерных тканей и органов по цифровой модели из живых клеток и биоматериалов (в основном гидрогелей). Пионер этого направления Владимир Миронов впервые в мире в 2015 году напечатал на биопринтере щитовидную железу мыши. Искусственный орган был пересажен лабораторному животному и функционально прижился в организме.

В последние годы ученый с коллегами развивает космический биопринтинг на МКС. Это новое, передовое направление в печати биологических объектов. Особенность экспериментов в том, что они позволяют избавиться от специальных подложек – "скаффолдов", на которых выращиваются биологические ткани. Многоклеточные сфероидные микроагрегаты (сфероиды) слипаются друг с другом в невесомости без контакта с внешней поверхностью.

"Космический биопринтинг позволяет обойти ограничение, связанное с вязкостью гидрогеля, который используется для печати. Гидрогель, который дает хорошую точность печати, не очень биосовместим с клетками. Жидкий гидрогель более совместим с клетками, но он при печати может полимеризоваться, от этого страдает качество печати и точность воспроизведения заданной программы и формы. А в космосе, в невесомости, можно использовать более жидкий, более совместимый гидрогель, при этом качество печати и формы не страдает", – рассказал он.

По словам Владимира Миронова, космос дает биопринтингу более благоприятные условия и расширяет выбор материалов и методов. Испытания нового метода на установке "Орган.Авт" продолжаются на МКС уже двух лет.

Эксперименты по биопринтингу начались также в лабораториях ИФИБ НИЯУ МИФИ. Ведущий ученый научит студентов магистратуры печатать хрящи для лечения больных острым артритом.

"Хрящ у человека не регенерируется. Мы хотим сделать сфероиды из клеток хряща и печатать эту ткань прямо в операционной. Надеемся добиться излечения пациентов за полгода. В НИЯУ МИФИ мы уже научились делать сфероиды и скоро перейдем к экспериментам с клетками – зрелыми человеческими хондроцитами и хондробластами – с применением методов лазерной нанохирургии и с использованием генераторов переменного магнитного поля. Провели эксперименты на животных и планируем получить разрешение для лечения добровольцев. К концу года рассчитываем впервые в мире напечатать хрящ", – рассказал Миронов.

Также ученый вместе со студентами Инженерно-физического института биомедицины рассчитывают развить направление лазерной биопечати волос. По мнению Владимира Миронова, это вполне реально, но пока очень дорого. Если удастся снизить стоимость этого метода, он произведет революцию в сфере услуг.

"Человеческие волосы можно напечатать за час при наличии соответствующего оборудования. ИФИБ НИЯУ МИФИ дает широчайшие возможности для экспериментов с лазерами и наночастицами, необходимых для биопринтинга. У студентов есть отличная возможность стать специалистами в новом, крайне востребованном направлении", – заключил он.

В магистратуре ИФИБ НИЯУ МИФИ можно получить образование по направлениям "Медицинская физика ядерной медицины", "Медицинская физика лучевой диагностики и терапии", "Биомедицинская фотоника", "Перспективные полупроводниковые лазеры и технологии", "Высокотехнологичные диагностические системы", "Биомедицинские нанотехнологии" и "Химические технологии лекарственных средств". Подать документы для поступления можно на сайте приемной комиссии НИЯУ МИФИ.