Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В «Росатоме» рассказали о прорывной технологии печати человеческих органов
Биофабрикация — революционный шаг в медицине, поскольку подразумевает искусственное конструирование и выращивание вне организма человека живых функциональных тканей и органов для последующей трансплантации. Чаще всего для этого применяют технологию биопечати. Главная задача — разработать инновационные инженерные методы для трехмерного формирования клеточного материала, включая кровеносные сосуды, необходимые для поддержания жизни клеток. Ученые «Росатома» работают над такими технологиями, и им уже удалось вырастить кровеносный сосуд с помощью биопринтера. Эта разработка может решить проблему отторжения пересаженных органов. Рассказываем, как устроена технология и какие у нее перспективы.
Последние разработки в сфере биопечати ученые «Росатома» представили на Форуме будущих технологий в феврале 2024 года. Руководитель научного дивизиона госкорпорации Павел Зайцев продемонстрировал президенту Владимиру Путину приборы, с помощью которых сегодня можно вырастить функциональные кровеносные сосуды малого диаметра из биологического материала пациента. Например, с помощью магнитоакустического биопринтера и биореактора ученые создали сосуд длиной два сантиметра. В перспективе хотят выращивать человеческие органы из собственных клеток.
Подобный подход поможет решить проблему отторжения трансплантатов, а ведь именно она остается одним из основных ограничений успешности трансплантации органов. Риск серьезных осложнений возникает вследствие иммунного ответа, что может привести к отторжению трансплантата. Использование собственных клеток не вызовет иммунного ответа организма — в этом огромный плюс.
Ученые «Росатома» проводят исследования совместно с компанией 3D Bioprinting Solutions, МИСИС и различными медицинскими учреждениями.
«Россия в области биопечати находится в числе мировых лидеров: в 2015 году российская компания 3D Bioprinting Solutions напечатала первый в мире функциональный орган — щитовидную железу, а в 2018-м провела первую магнитную биопечать на борту МКС. В 2023 году МИСИС, 3D Bioprinting Solutions и госпиталь Бурденко провели первую в мире биопечать сразу на пациенте (биопечать in situ)», — рассказал директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Федор Сенатов.
Ученые ведут разработки даже не столько с целью заменить импортную продукцию, сколько опередить зарубежные технологии. Речь идет о создании, например, так называемых бесскаффолдных (бескаркасных) технологий, в частности магнитной и акустической систем биофабрикации. Управление клеточным материалом при таком подходе происходит за счет различного рода волн, и клетки образуют тканевые инженерные конструкции без дополнительных химических поддержек. Это новейшее направление, требующее специального оборудования, инфраструктуры и подготовки высококвалифицированных кадров.
В «Росатоме» разработкой технологии биофабрикации занимается Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») совместно со студентами магистерской программы по биомедицинской инженерии и биофабрикации НИТУ МИСИС. Это новое направление передовой инженерной школы «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» (ПИШ МАСТ), которая действует на площадке университета при поддержке «Росатома». Там готовят специалистов по нескольким прорывным направлениям. Студенты не только осваивают новейшие технологии, но и участвуют в создании прорывных технологических решений будущего.
Молодые ученые и студенты изготавливают из клеток так называемые тканевые сфероиды (биочернила для биопечати), проводят исследования и анализируют их биомеханические свойства, участвуют в создании лабораторного оборудования для формирования клеточного аналога сосудов, а еще разрабатывают биопринтеры нового поколения.
Чтобы вырастить сосуды малых диаметров, ученые применяют магнитоакустический биопринтер и биореактор. Процесс проходит три этапа. В первую очередь из клеток пациента наращивается биоматериал. Затем ему придают нужную форму, и в результате процессов клеточного слияния образуется единая ткань. Чтобы «научить» сосуд правильно работать и выполнять свои функции, на третьем этапе его помещают в биореактор для «дозревания».
Руководитель направления лаборатории аддитивных технологий и биоинжиниринга ГНЦ РФ ТРИНИТИ Владислав Парфенов рассказал, что технология бесконтактного формирования живых тканей из клеток пациентов, основанная на использовании физических полей, уникальна. Ведь для этого не нужно дополнительных материалов, например скаффолдов. Это обеспечивает высокую биосовместимость и свойства, сравнимые с собственной тканью.
Интересная особенность метода — мгновенное формирование структур, что важно для обеспечения жизнеспособности клеток. Главные исследования в этой области провели в свое время еще на орбитальной станции «Мир», во время эксперимента «Кулоновский кристалл». Так удалось создать кластеры из неорганического материала в условиях магнитной ловушки.
«С 2018 года исследования уже с использованием клеточного материала проводят на борту российского сегмента МКС в рамках эксперимента „Магнитный биопринтер“. Сегодня отработка биопечати в условиях микрогравитации позволила перейти к ее технологической реализации на Земле с использованием сильных магнитных полей. Одна из перспектив этого подхода — возможность перехода от биофабрикации отдельных функциональных органоидов к созданию полноценных органов путем формирования кровеносного сосудистого дерева. Это открывает новые возможности в области регенеративной медицины и может значительно улучшить качество жизни пациентов, нуждающихся в трансплантации органов», — добавил Владислав Парфенов.
В планах ученых — к 2030 годам перейти к биофабрикации еще более сложных органов: щитовидной железы, почек, печени. Подобные технологии, по их мнению, станут прорывом в трансплантологии, поскольку позволят сократить число нуждающихся в пересадке органов и помогут вернуться к нормальной жизни более чем двум тысячам человек каждый год.
Telegram 
Дзен 
VK Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.
Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.
Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.
Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.
Ученые разработали штамм цианобактерии, способный поглощать в три раза больше фосфора из сточных вод
Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.
Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно