Имплантаты из принтера. Созданы биочернила для 3D-биопечати костной ткани

Ученые Самарского государственного медицинского университета разработали уникальную линейку гидрогелей и биочернила. Они будут использоваться в 3D-биопечати хрящевой и костной тканей, кожи и слизистых оболочек в реконструктивно-регенеративной медицине. Ученые убеждены, что эти инновации откроют новую эру персонализированной медицины, в которой поврежденные ткани будут не просто замещаться, а естественным образом восстанавливаться.

Новые возможности

Инновационные материалы разработаны в Самарском банке тканей НИИ «БиоТех» СамГМУ. Биочернила и гидрогели предназначены для создания персонализированных решений в медицине. Сегодня с использованием аллогенных биоматериалов ученые разрабатывают отечественные биопродукты для восстановления покровных, опорных и соединительных тканей.  3D-биопринтинг может быть интегрирован в клиническую практику для лечения пациентов.

Например, в травматологии с их помощью врачи смогут восстанавливать сложные переломы, заполняя дефекты костей персонализированными биопечатными имплантатами, которые ускоряют заживление и снижают риск отторжения. В ортопедии технология позволит создавать анатомически точные хрящевые конструкты для суставов, замедляя развитие артроза у пациентов с дегенеративными заболеваниями.  В стоматологии станет возможной печать биоактивных мембран для направленной регенерации тканей при лечении пародонтита или восстановлении утраченных участков костной ткани и слизистых оболочек.  В офтальмологии биочернила помогут выращивать трансплантаты роговицы или конъюнктивы для пациентов с ожогами и травмами глаз, возвращая им зрение без риска иммунного отклика.

Самарское лучше зарубежного. Ученые создали новый реагент для медлабораторий Подробнее

Высокая совместимость

Как отмечает старший научный сотрудник, заведующий лабораторией биопринтинга Николай Рябов, главная особенность аллогенных биоматериалов заключается в их высокой биосовместимости, что минимизирует риск отторжения. Это выгодно отличает их от ксеногенных и синтетических аналогов.

«Они обеспечивают идеальные условия для восстановления тканей, полностью отвечая принципам репаративной регенерации - процесса восстановления клеток, тканей и органов после травмы и в ходе различных патологических процессов. Аллогенные биоматериалы найдут широкое применение в травматологии, ортопедии, стоматологии, офтальмологии и других областях медицины. Их уникальность заключается в персонифицированном подборе компонентов. Это позволяет создавать биоматериалы, идеально соответствующие конкретному типу ткани или органа, а также решать сложные клинические задачи, которые ранее считались неразрешимыми», - отмечает Николай Рябов.

Прорыв в медицине

Создание гидрогелей и биочернил проходит несколько этапов: от выбора источника и разработки технологии до физико-химических исследований и доклинических испытаний. Для достижения нужных свойств гидрогелей и биочернил используются передовые научные методы, культивирование клеток и 3D-биопринтинг. Лежащее в основе технологии сочетание инноваций и доказанной эффективности открывает новые возможности в регенеративной медицине.

По мнению ученых 3D-биопечать открывает новые горизонты в регенеративной медицине и трансплантологии. Она позволяет создавать трехмерные структуры с использованием живых клеток, что делает возможным воспроизведение тканей и органов для трансплантации.

Как считают эксперты, в настоящее время развитие технологии 3D-биопечати требует преодоления технических, этических и регуляторных барьеров, но потенциал этого направления огромен. А в будущем разработка новых технологий может повысить эффективность использования аллогенных материалов и уменьшить зависимость от донорских источников.

Ученые отмечают, что в ближайшее время акцент в их работе будет сделан на улучшение производственных процессов, расширение функционала продуктов и партнерство с научными учреждениями для разработки инновационных решений. Это позволит не только улучшить качество и функциональность биочернил и гидрогелей, но и расширить спектр их применения.

"Наша цель - создать стандартизированную линейку биогеля и внедрить ее в клиническую практику. Безопасность и биосовместимость гидрогелей и биочернил обеспечивается многоуровневым контролем и стандартами качества, включая доклинические и клинические испытания», - отмечает директор НИИ Лариса Волова.