В России разработали биопринтер для печати мягких тканей прямо на ранах пациентов

Существует два основных подхода к технологии биопечати кожи. В первом методе, in vitro, конструкцию кожи печатают в лаборатории на ровной поверхности в стерильных условиях. После печати кожу помещают в специализированный инкубатор для созревания тканей. Второй случай — in situ, когда биофабрикацию кожи можно выполнить непосредственно на теле пациента в операционной без необходимости использования дополнительного оборудования.

Программно-аппаратный комплекс биопринтера был разработан специалистами НИТУ МИСИС и компанией 3D Bioprinting solutions. Устройство сканирует дефект, создает трехмерную модель и заполняет его гидрогелевой композицией с живыми клетками. Это позволяет воссоздавать поврежденную ткань и способствует регенерации органов.

Специальное программное обеспечение, разработанное инженером Александром Левиным из НОЦ Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС, координирует движения роборуки и подачу материала в режиме реального времени. Программа учитывает изгибы поверхности и меняет траекторию в зависимости от движений тела, например, при дыхании. Для этого используется система обратной связи с лазерным датчиком. Пользовательский интерфейс на языке Python с использованием библиотек Pyqt5 и OpenGL позволяет отображать траектории в 3D-формате. Код есть в открытом доступе, и любой желающий может улучшить его. Структура программы построена так, чтобы минимизировать человеческий фактор, поэтому с ней справится не только узкий специалист, но и оператор с базовыми навыками, говорят разработчики.

Гистологический анализ, проведенный специалистами Московского научно-исследовательского онкологического института имени П.А. Герцена через четыре недели после операции на животных, дал положительные результаты. Использование оригинальных биочернил на основе коллагенового гидрогеля, лизата тромбоцитов и дермальных фибробластов сильно улучшило процесс заживления ран.

В мире пока не существует коммерчески доступных in situ биопринтеров для использования в операционной. Несмотря на то, что есть несколько компаний, производящих коммерческие 3D-биопринтеры in vitro, первые разработки оригинальных заказных биопринтеров in situ проводятся в академических условиях и пока не доступны для коммерческого использования. Насколько известно разработчикам, это первое описание коммерчески доступного 3D-биопринтера на базе роборуки, подходящего для применения в операционной in situ.