На Международной космической станции с 2018 года работает 3D-биопринтер. Он печатает органы из суспензии человеческих или животных клеток. Не слишком ли дорого? Почему именно в космосе ученые проводят такие эксперименты?
Этот фантастический проект был запущен благодаря государственно-частному партнерству. Опыты по выращиванию и печати донорских органов ставятся во всем мире уже давно, но пока получалось создать только плоские формы органов. На орбите же подобные эксперименты проводят для изучения будущих межзвездных перелетов, чтобы понять, как отсутствие гравитации повлияет на рождение и рост ребенка, или смогут ли у звездных детей правильно, в нужном месте и в нужном количестве сформироваться части тела.
Процесс печати органов на 3D-принтере полностью автоматизирован и находится под контролем, но на земле гравитация мешает равномерно формировать объемные органы. Находясь в космосе, печатать сложные трубчатые органы и сосуды гораздо легче. Космический принтер "Орган.Авт" выпускает в магнитное поле живые клетки и формирует их в ткани и органы сразу во всех направлениях. Дальше вступает в силу саморегуляция – те клетки, которые должны быть глубже, самостоятельно заглубляются, за что спасибо законам природы.
Отсутствие гравитации необходимо также при искусственном формировании костной ткани и зубной эмали, чтобы образовались кристаллы определенной формы. Пока такие эксперименты удачно получается сделать только в космосе, говорит Юсеф Хесуани, кандидат медицинских наук, управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions:
«
"Такие материалы мы получили и исследовали в космосе. И в прямом и переносном смысле научились "приземлять" эти материалы – получать их на земле с использованием специальных центрифуг для имитации невесомости. Они успешно используются в двух направлениях. Это замещение костных дефектов при переломах, травмах и опухолевых поражениях костной ткани. И второе перспективное направление – восстановление зубной эмали и создание зубной пасты с таким эффектом. Мы надеемся, что наши космические эксперименты, которые кажутся сложными, дорогими и непонятными, будут иметь результаты, которые можно будет потрогать на полках в аптеке или магазине".
Кстати, в природе зубная эмаль растет способом, очень похожим на биопринтинг: клетки, формирующие эмаль, "ползут" по определенной траектории и наращивают эмаль на поверхности зуба слой за слоем – как чернила в 3D-принтере. Процессы выращивания и печати целых зубов в искусственных условиях пока заканчиваются неоднозначно. Такие опыты проводят ученые Германии и Японии – зубы растут прекрасно, нужной формы, однако остаются мягкими и нефункциональными.
С каждым годом стоимость таких принтеров и материалов снижается, все больше медицинских учреждений пользуются искусственно полученными тканями для тестирования препаратов, на производстве этими разработками пользуются и косметические компании. По прогнозам экспертов, технология биопечати и первые напечатанные донорские органы станут доступными через 10-15 лет.
Подробнее о фантастических формах жизни, искусственных органах и других чудесах биотехнологий, рассказываем в подкасте "Кот учёный" вместе с журналом "Наука и жизнь".
Коротко и по делу. Только отборные цитаты в нашем Телеграм-канале.