http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=11d6632f-2cc6-4980-808f-d9f8fbc51545&print=1© 2024 Российская академия наук
Этот эксперимент проводил прибывший на МКС космонавт Олег Кононенко. Ему удалось получить сгусток ткани щитовидной железы мыши с помощью российского биопринтера. Казалось бы, что здесь нового? Ведь эксперименты с 3D-принтерами уже ставят в разных лабораториях мира, в том числе и в России. Уникальность в данном случае в том, что он проведен на Международной космической станции.
- Наш метод позволяет создавать орган намного быстрее, а главное - он жизнеспособнее, чем все ныне существующие. Именно для этого подходит космос, где нет гравитации, - сказал корреспонденту "РГ" сотрудник Объединенного института высоких температур РАН кандидат физико-математических наук Михаил Васильев. Ученые этой организации заложили научную основу установки.
В чем идея такого эксперимента? Надо напомнить суть 3D-печати. Сегодня на таких принтерах уже печатают оружие, дома и даже автомобили. Настоящим прорывом стала в свое время попытка печатать живые ткани. Пока это звучит как фантастика, но совсем скоро станет реальностью. Во всяком случае наука уже движется к этому семимильными шагами. Периодически появляются сообщения, что в разных лабораториях мира из эмбриональных клеток печатают разные ткани животных, потом их "устанавливают", и подопытные живут. Так что принципиальная возможность продемонстрирована. Теперь следующая стадия: сделать изготовление запчастей простым и эффективным.
- Сегодня есть разные варианты печати органов, а самый передовой - самосборка клеток на специальном каркасе, - объясняет Васильев. - Когда образец сформировался, его снимают, а каркас убирают. Мы предлагаем вообще обойтись без каркаса, что в корне меняет технологию.
Физики собирают орган в магнитной ловушке. Звучит на первый взгляд странно. Ведь клетки не металл, магнитом не притягиваются. Именно так, наверно, рассуждали конкуренты россиян. Во всяком случае их статья в престижном журнале о новом методе биопечати на 3D-принтере стала, по словам Васильева, для многих откровением.
В перспективе биопринтер сможет напечатать на корабле органы космонавта, обеспечив запчастями в случае опасности для его здоровья
- Да, клетки это не металл, они магнитом не притягиваются, но они являются диамагнетиками, а значит, отталкиваются магнитным полем, - говорит ученый. - Это свойство мы и решили использовать. Если совсем просто, то суть в следующем. Прежде всего требовалось сбить в кучу, а точнее, собрать в форму, близкую к щитовидной железе, множество эмбриональных клеток мыши, чтобы они контактировали друг с другом. Это шарики диаметром около миллиметра, состоящие из сотни клеток и снабженные магнитными частичками.
Таким пастухом и было магнитное поле, но особой конфигурации. Это своеобразная магнитная ловушка, или магнитная яма. Она создается с помощью хитрых манипуляций сразу нескольких полей. А дальше схема уже известная, отработанная во многих экспериментах. Создается благоприятная питательная среда, чтобы клетки начали прорастать друг в друга и в итоге появился живой орган.
Но зачем переносить эксперимент в космос? Что мешает таким способом выращивать органы на Земле? По словам Васильева, для создания подобных ловушек нужны очень сильные поля, мощные магниты. Словом, требуется значительно больше энергии, чем в невесомости. А потому создание органов на орбите становится реальным и доступным делом.
После окончания эксперимента напечатанные на МКС ткани будут возвращены на Землю для исследования. Ученые подчеркивают, что пока речь не идет о создании самого органа в космосе. Цель - получить его фрагменты, чтобы прямо на орбите изучать влияние космической радиации и других неблагоприятных факторов, выведя из таких экспериментов животных. А в перспективе при необходимости уже печатать на корабле и сами органы человека, который отправится в далекий космос. Такой принтер сможет обеспечить запчастями в случае опасности для здоровья космонавта.
Если заглядывать еще дальше, то после отработки новой технологии в космосе она может "опуститься" на Землю и дать мощный импульс современной трансплантологии. Ведь у врача под рукой всегда будут запчасти человека.