BioBots - принтер для печати живых тканей
3D печать органов сегодня - это не научная фантастика и не голливудский блокбастер, это - реальность! 3D печать человеческих органов уже сейчас применяется в медицине. Уникальная техника, способная замещать жизненно важные органы, создавать живые человеческие ткани, а также быстро залечивать открытые раны - это намного более реально, чем вы можете себе представить.
Как и в любой другой области 3D печати, объект печатается слой за слоем, но в отличие от 3D технологий PLA или ABS, для создания живой ткани используются живые клетки, которые находятся в особой гелеобразной массе. После этого клетки растут и развиваются, превращаясь в живую ткань, кости и даже целые органы. Перспективы того, что эта технология может сделать для человечества, поистине огромны. В мире острая нехватка донорских органов - и 3D биопечать могла бы стать идеальным решением этой проблемы.
Биопринтер BioBots был разработан выпускниками Пенсильванского университета (University of Pennsylvania) - частный исследовательский университет США, основанный в 1740 году Бенджамином Франклином, входит в элитную Лигу плюща.
Дэнни Кабрера (Danny Cabrera) и Рикардо Солорзано (Ricardo Solorzano) на конференции TechCrunch Disrupt 2015 в Нью-Йорке: "Когда мы заинтересовались биотехнологиями, то прототипы для биопечати только появлялись. Они выглядели как старые мейнфреймы: занимали целые комнаты и стоили от полумиллиона долларов. Наша идея была в том, чтобы создать более дешевые и компактные устройства с близкой функциональностью".
Конечно, сама по себе печать биоматериалами — не новое изобретение, но основное достоинство BioBots в том, что разработчики называют цену своего устройства $5000 - а существующие профессиональные аналоги, как заявляет TechCrunch, обойдутся более чем в $100000
BioBots - это 3D принтер, печатающий живыми клетками с разрешением 100 микрон. BioBots внешне такой же, как и остальные 3D принтеры для быстрого прототипирования - на стальной раме размещается блок управления, регулируемая подставка, печатающая головка и набор картриджей. Но основная особенность BioBots в том, что печатать он умеет различными биоматериалами и культурами клеток - это делает возможным создание человеческих органов в будущем. Чтобы напечатать живую ткань, например, кость, хрящ или печень, пользователь смешивает порошок-фотоинициатор с живыми клетками и связывающим материалом. Результат усиливается с помощью синего света. Для дизайна нужного органа используют Solidworks, AutoCAD и другие подобные программы.
На презентации своего изобретения на сцене TechCrunch Disrupt Дэнни Кабрера и Рикардо Солорзано напечатали ухо.
Сложность этого процесса заключается в необходимости максимально точно воссоздать объемное строение живых систем. Даже кожа и простейшие полые органы состоят из нескольких слоев различных клеток - по этой причине соответствующие клеточные культуры, словно чернила, помещаются при печати в отдельные картриджи. Их смена происходит автоматически, а процесс печати происходит послойно и с высокой точностью – заявленная ошибка позиционирования составляет менее ста микрон.
В напечатанном фрагменте все клетки поначалу удерживаются на месте с помощью микроскопических опорных конструкций – сочетания гидрогеля и тончайших пластиковых нитей. Они имитируют внеклеточный матрикс, выполняя роль "строительных лесов" и питательной среды. Когда клетки установят взаимосвязи, начнут объединяться и взаимодействовать друг с другом при помощи настоящей соединительной ткани, эти инородные включения просто разрушат кратковременным воздействием UV-лампы.
Новый 3D биопринтер будет незаменим для фармацевтических компаний - для проверки лекарств. С помощью BioBots они смогут использовать живые ткани, напечатанные на принтере, для тестирования новых препаратов, а затем проверять реакции и аллергии на них. Представитель BioBots отмечает: "Один медицинский препарат используют для миллионов людей во всем мире, тратят миллионы долларов на клинические испытания. Сегодня можно и нужно использовать новые технологии, чтобы создать конкретный препарат для конкретного пациента - именно для его случая заболевания."
Хотя создавать полноценные органы BioBots пока еще не умеет, но даже в представленном варианте у принтера масса потенциальных применений в научных исследованиях, а в основном - в регенеративной медицине. Запуск BioBots в ближайшем будущем может радикально уменьшить срок тестирования лекарств, а затем – полностью изменить трансплантологию.
На технологию 3D биопечати сейчас возложено массу надежд – от повышения эффективности обучения студентов медицинских ВУЗов и до значительного улучшения качества жизни, вплоть до ее продления!
# Електроніка, Гаджети