ROSATOM-- πρωτοποριακή τεχνολογία για την εκτύπωση ανθρώπινων οργάνων, ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΖΩΝΤΑΝΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ ΑΠΟ ΑΝΘΡΩΠΙΝΑ ΚΥΤΤΑΡΑ
Η εταιρεία Rosatom State Corporation προωθεί την τεχνολογία βιοεκτύπωσης, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία λειτουργικών αιμοφόρων αγγείων από τα κύτταρα του ασθενούς, μια εξέλιξη που θα μπορούσε να επιφέρει σημαντική πρόοδο στη μεταμόσχευση.
Φωτο--Μαγνητοακουστικός εκτυπωτής
Η μαγνητοακουστική βιοεκτύπωση, σε συνδυασμό με ειδικούς βιοαντιδραστήρες, δημιουργεί δομές που ταιριάζουν με το σχήμα των αιμοφόρων αγγείων, οι οποίες στη συνέχεια αποκτούν τα απαραίτητα βιοχημικά και βιομηχανικά χαρακτηριστικά για την ενσωμάτωση στο ανθρώπινο σώμα. Αυτή η τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να μεταβάλει τον τομέα της παιδιατρικής μεταμόσχευσης, καθώς τα αναπτυσσόμενα αγγεία από τα κύτταρα του ασθενούς δεν προκαλούν ανοσοαπόκριση, επιτρέποντας την αρμονική ανάπτυξη με το σώμα.
Η μαγνητοακουστική βιοεκτύπωση είναι μια πρωτοποριακή τεχνική στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία λειτουργικών αιμοφόρων αγγείων με χρήση ανθρώπινων κυττάρων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί βιολογικά υλικά, όπως κύτταρα και αυξητικούς παράγοντες, για να δημιουργήσει δομές που μιμούνται τους φυσιολογικούς ιστούς του ανθρώπου. Η διαδικασία περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια: προ-βιοεκτύπωση, βιοεκτύπωση και μετα-βιοεκτύπωση, εξασφαλίζοντας την παραγωγή σταθερών μορφών βιολογικών ιστών.
==============
ΒΙΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΣΕ ΔΡΑΣΗ: ΤΟ ROSATOM ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΖΩΝΤΑΝΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ ΑΠΟ ΑΝΘΡΩΠΙΝΑ ΚΥΤΤΑΡΑ5-7-2024
Οι επιστήμονες της Rosatom State Corporation εργάζονται για τη δημιουργία ζωντανών ιστών από τα κύτταρα του ίδιου του ασθενούς. Επί του παρόντος, είναι ήδη δυνατό να αναπτυχθεί το ισοδύναμο ενός αιμοφόρου αγγείου μήκους 2 cm Τέτοιοι ιστοί δεν θα προκαλέσουν ανοσοαπόκριση και θα μπορούν να ριζώσουν καλύτερα. Οι ειδικοί μίλησαν για την έρευνά τους σήμερα κατά τη διάρκεια ενός επιστημονικού πρωινού που διοργανώθηκε υπό την αιγίδα του έργου «Science in Faces».
Λεπτομέρειες είναι στο υλικό μας.
Μια πρόσφατη ανάπτυξη επιστημόνων είναι ένας μαγνητοακουστικός βιοεκτυπωτής. Η συσκευή καθιστά δυνατή την ανάπτυξη λειτουργικών αιμοφόρων αγγείων μικρής διαμέτρου από ανθρώπινο βιολογικό υλικό. Για να «διδάξουν» το σκάφος να λειτουργεί σωστά, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν έναν ειδικό βιοαντιδραστήρα. Οι ειδικοί λένε ότι ένα αιμοφόρο αγγείο που αναπτύσσεται με αυτόν τον τρόπο δεν θα απορριφθεί από τον οργανισμό: θα αναπτυχθεί και θα αναπτυχθεί (χάρη στη διέγερσή του) μαζί με το σώμα, το οποίο είναι θεμελιώδους σημασίας για την παιδιατρική μεταμοσχευση. Δεδομένου ότι τα κύτταρα του ίδιου του σώματος χρησιμοποιούνται, δεν υπάρχει ανοσοαπόκριση σε αυτά.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη αναπτύξει ένα αιμοφόρο αγγείο μήκους 2 εκατοστών και τώρα σχεδιάζουν να αναπτύξουν ένα αγγείο μήκους έως και 10 εκατοστών και στη συνέχεια να προχωρήσουν στη δημιουργία πολύπλοκων διακλαδισμένων συστημάτων, δηλαδή στην ανάπτυξη πολύπλοκων οργάνων: νεφρά, ήπαρ κ.λπ.
«Ο τομέας της μηχανικής ιστών διαμορφώθηκε όχι πολύ καιρό πριν: περίπου πριν από 20 χρόνια. Στην πραγματικότητα, πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ότι οι ιστοί μπορούν να αναπτυχθούν μαζί όχι μόνο στο σώμα, αλλά και έξω από αυτό, και αυτό είναι το πιο σημαντικό εργαλείο που μας επιτρέπει να τους μεγαλώσουμε έξω από το σώμα. <…> Η Ρωσική Ομοσπονδία ήταν η πρώτη στον κόσμο που πραγματοποίησε βιοεκτύπωση στο διάστημα, όντας αρκετοί μήνες μπροστά από τις Ηνωμένες Πολιτείες σε αυτό το θέμα. <…> Δεν μεγαλώνουμε τα αντικείμενά μας παραδοσιακά, δηλαδή στρώμα-στρώμα, αλλά τα σχηματίζουμε σε ολόκληρο τον όγκο τους ταυτόχρονα. Δεν υπάρχουν πρόσθετα υλικά, γεγονός που δημιουργεί τη μέγιστη βιοσυμβατότητα με τους ιστούς του σώματος. Με τη βοήθεια των φυσικών πεδίων, μπορούμε να δημιουργήσουμε δυνάμεις που τα διαμορφώνουν (σημ.: κύτταρα) σε συγκεκριμένες δομές και στη συνέχεια ενεργοποιούνται οι νόμοι της αυτοοργάνωσης και τα ίδια τα κύτταρα καταλαβαίνουν σε ποια περιοχή να διαφοροποιηθούν. Τα κύτταρα μπορούν να κάνουν πολλά χωρίς εμάς, επιστήμονες: το κύριο πράγμα είναι να δημιουργήσουμε συνθήκες για αυτό, το κυριότερο είναι να μην πεθάνουν πρόωρα. Και αυτό είναι το δεύτερο πρόβλημα που λύνουμε τώρα και ο λόγος για τον οποίο αρχίσαμε να εργαζόμαστε στα πλοία. Το γεγονός είναι ότι ο ιστός χωρίς αιμοφόρα αγγεία πεθαίνει», είπε ο Βλάντισλαβ Παρφένοφ, επικεφαλής του εργαστηρίου τεχνολογιών πρόσθετων και βιομηχανικής στο επιστημονικό ινστιτούτο της Rosatom State Corporation, κατά τη διάρκεια του επιστημονικού πρωινού.
Η είδηση ετοιμάστηκε με την υποστήριξη του Υπουργείου Επιστημών και Ανώτατης Εκπαίδευσης της Ρωσικής Ομοσπονδίας Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
28 Μαΐου 2024
Σκάφος που αναπτύχθηκε από επιστήμονες
Η βιοκατασκευή είναι ένα επαναστατικό βήμα στην ιατρική, καθώς περιλαμβάνει την τεχνητή κατασκευή και καλλιέργεια ζωντανών λειτουργικών ιστών και οργάνων έξω από το ανθρώπινο σώμα για μεταμόσχευση. Τις περισσότερες φορές, η τεχνολογία βιοεκτύπωσης χρησιμοποιείται για αυτό. Ο κύριος στόχος είναι η ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων μηχανικής για τον τρισδιάστατο σχηματισμό κυτταρικού υλικού, συμπεριλαμβανομένων των αιμοφόρων αγγείων που είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της κυτταρικής ζωής. Οι επιστήμονες της Rosatom εργάζονται σε τέτοιες τεχνολογίες και έχουν ήδη καταφέρει να αναπτύξουν ένα αιμοφόρο αγγείο χρησιμοποιώντας έναν βιοεκτυπωτή. Αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα της απόρριψης μοσχεύματος οργάνων. Σας λέμε πώς λειτουργεί η τεχνολογία και ποιες είναι οι προοπτικές της.
Οι επιστήμονες της Rosatom παρουσίασαν τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της βιοεκτύπωσης στο Future Technologies Forum τον Φεβρουάριο του 2024. Ο επικεφαλής του επιστημονικού τμήματος της κρατικής εταιρείας, Pavel Zaitsev, έδειξε στον Πρόεδρο Βλαντιμίρ Πούτιν τις συσκευές με τις οποίες σήμερα είναι δυνατό να αναπτυχθούν λειτουργικά αιμοφόρα αγγεία μικρής διαμέτρου από το βιολογικό υλικό του ασθενούς. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας έναν μαγνητοακουστικό βιοεκτυπωτή και βιοαντιδραστήρα, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα σκάφος μήκους δύο εκατοστών. Στο μέλλον, θέλουν να αναπτύξουν ανθρώπινα όργανα από τα δικά τους κύτταρα.
Μια τέτοια προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίλυση του προβλήματος της απόρριψης μοσχεύματος, το οποίο παραμένει ένας από τους κύριους περιορισμούς στην επιτυχία της μεταμόσχευσης οργάνων. Ο κίνδυνος σοβαρών επιπλοκών προκύπτει από την ανοσολογική απόκριση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε απόρριψη μοσχεύματος. Η χρήση των δικών σας κυττάρων δεν θα προκαλέσει ανοσοαπόκριση στο σώμα - αυτό είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα.
Οι επιστήμονες της Rosatom διεξάγουν έρευνα μαζί με την 3D Bioprinting Solutions, το MISIS και διάφορα ιατρικά ιδρύματα.
«Η Ρωσία είναι μεταξύ των παγκόσμιων ηγετών στον τομέα της βιοεκτύπωσης: το 2015, η ρωσική εταιρεία 3D Bioprinting Solutions εκτύπωσε το πρώτο λειτουργικό όργανο στον κόσμο - τον θυρεοειδή αδένα, και το 2018 πραγματοποίησε την πρώτη μαγνητική βιοεκτύπωση στο ISS. Το 2023, η MISIS, η 3D Bioprinting Solutions και το Burdenko Hospital πραγματοποίησαν την πρώτη βιοεκτύπωση στον κόσμο απευθείας στον ασθενή (in situ bioprinting)», δήλωσε ο Fedor Senatov, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιοϊατρικής Μηχανικής στο NUST MISIS.
Οι επιστήμονες πραγματοποιούν εξελίξεις όχι τόσο με στόχο την αντικατάσταση των εισαγόμενων προϊόντων όσο το να ξεπεράσουν τις ξένες τεχνολογίες. Μιλάμε για τη δημιουργία, για παράδειγμα, των λεγόμενων τεχνολογιών χωρίς ικρίωμα (χωρίς πλαίσιο), ιδίως συστημάτων μαγνητικής και ακουστικής βιοκατασκευής. Σε αυτή την προσέγγιση, ο έλεγχος του κυτταρικού υλικού συμβαίνει λόγω διαφόρων τύπων κυμάτων και τα κύτταρα σχηματίζουν δομές μηχανικής ιστών χωρίς πρόσθετη χημική υποστήριξη. Αυτή είναι η πιο πρόσφατη κατεύθυνση, που απαιτεί ειδικό εξοπλισμό, υποδομές και εκπαίδευση υψηλά καταρτισμένου προσωπικού.
Μαγνητοακουστικός εκτυπωτής
Στη Rosatom, η ανάπτυξη της τεχνολογίας βιοκατασκευής πραγματοποιείται από το Trinity Institute of Innovative and Thermonucclear Research (JSC State Scientific Center of the Russian Federation TRINITI) μαζί με φοιτητές του μεταπτυχιακού προγράμματος στη βιοϊατρική μηχανική και τη βιοκατασκευή του NUST MISIS. Πρόκειται για μια νέα κατεύθυνση της σχολής προηγμένης μηχανικής «Επιστήμη των Υλικών, Τεχνολογίες Πρόσθετων και End-to-End» (PISH MAST), η οποία λειτουργεί στο χώρο του πανεπιστημίου με την υποστήριξη της Rosatom. Εκπαιδεύουν ειδικούς σε πολλούς καινοτόμους τομείς. Οι μαθητές όχι μόνο κατέχουν τις πιο πρόσφατες τεχνολογίες, αλλά συμμετέχουν και στη δημιουργία πρωτοποριακών τεχνολογικών λύσεων του μέλλοντος.
Νέοι επιστήμονες και φοιτητές κατασκευάζουν τα λεγόμενα σφαιροειδή ιστού (βιολίκα για βιοεκτύπωση) από κύτταρα, διεξάγουν έρευνα και αναλύουν τις εμβιομηχανικές τους ιδιότητες, συμμετέχουν στη δημιουργία εργαστηριακού εξοπλισμού για το σχηματισμό ενός κυτταρικού αναλόγου των αιμοφόρων αγγείων και αναπτύσσουν επίσης ένα νέο παραγωγή βιοεκτυπωτών.
Για την ανάπτυξη αγγείων μικρής διαμέτρου, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μαγνητοακουστικό βιοεκτυπωτή και βιοαντιδραστήρα. Η διαδικασία περνά από τρία στάδια. Πρώτα απ 'όλα, το βιοϋλικό αναπτύσσεται από τα κύτταρα του ασθενούς. Στη συνέχεια, του δίνεται το επιθυμητό σχήμα και ως αποτέλεσμα των διαδικασιών σύντηξης των κυττάρων, σχηματίζεται ένας ενιαίος ιστός. Για να «διδάξει» το σκάφος να λειτουργεί σωστά και να εκτελεί τις λειτουργίες του, στο τρίτο στάδιο τοποθετείται σε βιοαντιδραστήρα για «ωρίμανση».
Ο Vladislav Parfenov, επικεφαλής του Εργαστηρίου Προσθετικών Τεχνολογιών και Βιομηχανικής στο Κρατικό Επιστημονικό Κέντρο της Ρωσικής Ομοσπονδίας TRINITY, δήλωσε ότι η τεχνολογία για τον σχηματισμό χωρίς επαφή ζωντανών ιστών από κύτταρα ασθενών, με βάση τη χρήση φυσικών πεδίων, είναι μοναδική. . Άλλωστε, αυτό δεν απαιτεί πρόσθετα υλικά, όπως σκαλωσιές. Αυτό εξασφαλίζει υψηλή βιοσυμβατότητα και ιδιότητες συγκρίσιμες με τον δικό σας ιστό.
Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της μεθόδου είναι ο στιγμιαίος σχηματισμός δομών, ο οποίος είναι σημαντικός για τη διασφάλιση της βιωσιμότητας των κυττάρων. Η κύρια έρευνα σε αυτόν τον τομέα διεξήχθη κάποτε στον τροχιακό σταθμό Mir, κατά τη διάρκεια του πειράματος «Κρυστάλλου Κουλόμπ». Έτσι, κατέστη δυνατή η δημιουργία συστάδων ανόργανου υλικού υπό συνθήκες μαγνητικής παγίδας.
«Από το 2018, η έρευνα με χρήση κυψελοειδούς υλικού πραγματοποιείται στο ρωσικό τμήμα του ISS ως μέρος του πειράματος Magnetic Bioprinter. Σήμερα, η ανάπτυξη της βιοεκτύπωσης σε συνθήκες μικροβαρύτητας κατέστησε δυνατή τη μετάβαση στην τεχνολογική εφαρμογή της στη Γη χρησιμοποιώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία. Μία από τις προοπτικές αυτής της προσέγγισης είναι η δυνατότητα μετάβασης από τη βιοκατασκευή μεμονωμένων λειτουργικών οργανιδίων στη δημιουργία πλήρους οργάνων με το σχηματισμό ενός αγγειακού δέντρου αίματος. Αυτό ανοίγει νέες ευκαιρίες στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής και μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα ζωής των ασθενών που χρειάζονται μεταμόσχευση οργάνων», πρόσθεσε ο Vladislav Parfenov.
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να προχωρήσουν στη βιοκατασκευή ακόμη πιο πολύπλοκων οργάνων έως το 2030: του θυρεοειδούς αδένα, των νεφρών και του ήπατος. Τέτοιες τεχνολογίες, κατά τη γνώμη τους, θα είναι μια σημαντική ανακάλυψη στη μεταμόσχευση, καθώς θα μειώσουν τον αριθμό των μεταμοσχεύσεων οργάνων που χρειάζονται και θα βοηθήσουν περισσότερους από δύο χιλιάδες ανθρώπους να επιστρέψουν στην κανονική ζωή κάθε χρόνο.
Μια πρόσφατη ανάπτυξη επιστημόνων είναι ένας μαγνητοακουστικός βιοεκτυπωτής. Η συσκευή καθιστά δυνατή την ανάπτυξη λειτουργικών αιμοφόρων αγγείων μικρής διαμέτρου από ανθρώπινο βιολογικό υλικό. Για να «διδάξουν» το σκάφος να λειτουργεί σωστά, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν έναν ειδικό βιοαντιδραστήρα. Οι ειδικοί λένε ότι ένα αιμοφόρο αγγείο που αναπτύσσεται με αυτόν τον τρόπο δεν θα απορριφθεί από τον οργανισμό: θα αναπτυχθεί και θα αναπτυχθεί (χάρη στη διέγερσή του) μαζί με το σώμα, το οποίο είναι θεμελιώδους σημασίας για την παιδιατρική μεταμοσχευση. Δεδομένου ότι τα κύτταρα του ίδιου του σώματος χρησιμοποιούνται, δεν υπάρχει ανοσοαπόκριση σε αυτά.
Οι επιστήμονες έχουν ήδη αναπτύξει ένα αιμοφόρο αγγείο μήκους 2 εκατοστών και τώρα σχεδιάζουν να αναπτύξουν ένα αγγείο μήκους έως και 10 εκατοστών και στη συνέχεια να προχωρήσουν στη δημιουργία πολύπλοκων διακλαδισμένων συστημάτων, δηλαδή στην ανάπτυξη πολύπλοκων οργάνων: νεφρά, ήπαρ κ.λπ.
«Ο τομέας της μηχανικής ιστών διαμορφώθηκε όχι πολύ καιρό πριν: περίπου πριν από 20 χρόνια. Στην πραγματικότητα, πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά ότι οι ιστοί μπορούν να αναπτυχθούν μαζί όχι μόνο στο σώμα, αλλά και έξω από αυτό, και αυτό είναι το πιο σημαντικό εργαλείο που μας επιτρέπει να τους μεγαλώσουμε έξω από το σώμα. <…> Η Ρωσική Ομοσπονδία ήταν η πρώτη στον κόσμο που πραγματοποίησε βιοεκτύπωση στο διάστημα, όντας αρκετοί μήνες μπροστά από τις Ηνωμένες Πολιτείες σε αυτό το θέμα. <…> Δεν μεγαλώνουμε τα αντικείμενά μας παραδοσιακά, δηλαδή στρώμα-στρώμα, αλλά τα σχηματίζουμε σε ολόκληρο τον όγκο τους ταυτόχρονα. Δεν υπάρχουν πρόσθετα υλικά, γεγονός που δημιουργεί τη μέγιστη βιοσυμβατότητα με τους ιστούς του σώματος. Με τη βοήθεια των φυσικών πεδίων, μπορούμε να δημιουργήσουμε δυνάμεις που τα διαμορφώνουν (σημ.: κύτταρα) σε συγκεκριμένες δομές και στη συνέχεια ενεργοποιούνται οι νόμοι της αυτοοργάνωσης και τα ίδια τα κύτταρα καταλαβαίνουν σε ποια περιοχή να διαφοροποιηθούν. Τα κύτταρα μπορούν να κάνουν πολλά χωρίς εμάς, επιστήμονες: το κύριο πράγμα είναι να δημιουργήσουμε συνθήκες για αυτό, το κυριότερο είναι να μην πεθάνουν πρόωρα. Και αυτό είναι το δεύτερο πρόβλημα που λύνουμε τώρα και ο λόγος για τον οποίο αρχίσαμε να εργαζόμαστε στα πλοία. Το γεγονός είναι ότι ο ιστός χωρίς αιμοφόρα αγγεία πεθαίνει», είπε ο Βλάντισλαβ Παρφένοφ, επικεφαλής του εργαστηρίου τεχνολογιών πρόσθετων και βιομηχανικής στο επιστημονικό ινστιτούτο της Rosatom State Corporation, κατά τη διάρκεια του επιστημονικού πρωινού.
Η είδηση ετοιμάστηκε με την υποστήριξη του Υπουργείου Επιστημών και Ανώτατης Εκπαίδευσης της Ρωσικής Ομοσπονδίας Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
===============
Η Rosatom μίλησε για πρωτοποριακή τεχνολογία για την εκτύπωση ανθρώπινων οργάνων28 Μαΐου 2024
Σκάφος που αναπτύχθηκε από επιστήμονες
Η βιοκατασκευή είναι ένα επαναστατικό βήμα στην ιατρική, καθώς περιλαμβάνει την τεχνητή κατασκευή και καλλιέργεια ζωντανών λειτουργικών ιστών και οργάνων έξω από το ανθρώπινο σώμα για μεταμόσχευση. Τις περισσότερες φορές, η τεχνολογία βιοεκτύπωσης χρησιμοποιείται για αυτό. Ο κύριος στόχος είναι η ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων μηχανικής για τον τρισδιάστατο σχηματισμό κυτταρικού υλικού, συμπεριλαμβανομένων των αιμοφόρων αγγείων που είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της κυτταρικής ζωής. Οι επιστήμονες της Rosatom εργάζονται σε τέτοιες τεχνολογίες και έχουν ήδη καταφέρει να αναπτύξουν ένα αιμοφόρο αγγείο χρησιμοποιώντας έναν βιοεκτυπωτή. Αυτή η εξέλιξη θα μπορούσε να λύσει το πρόβλημα της απόρριψης μοσχεύματος οργάνων. Σας λέμε πώς λειτουργεί η τεχνολογία και ποιες είναι οι προοπτικές της.
Οι επιστήμονες της Rosatom παρουσίασαν τις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα της βιοεκτύπωσης στο Future Technologies Forum τον Φεβρουάριο του 2024. Ο επικεφαλής του επιστημονικού τμήματος της κρατικής εταιρείας, Pavel Zaitsev, έδειξε στον Πρόεδρο Βλαντιμίρ Πούτιν τις συσκευές με τις οποίες σήμερα είναι δυνατό να αναπτυχθούν λειτουργικά αιμοφόρα αγγεία μικρής διαμέτρου από το βιολογικό υλικό του ασθενούς. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας έναν μαγνητοακουστικό βιοεκτυπωτή και βιοαντιδραστήρα, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα σκάφος μήκους δύο εκατοστών. Στο μέλλον, θέλουν να αναπτύξουν ανθρώπινα όργανα από τα δικά τους κύτταρα.
Μια τέτοια προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίλυση του προβλήματος της απόρριψης μοσχεύματος, το οποίο παραμένει ένας από τους κύριους περιορισμούς στην επιτυχία της μεταμόσχευσης οργάνων. Ο κίνδυνος σοβαρών επιπλοκών προκύπτει από την ανοσολογική απόκριση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε απόρριψη μοσχεύματος. Η χρήση των δικών σας κυττάρων δεν θα προκαλέσει ανοσοαπόκριση στο σώμα - αυτό είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα.
Οι επιστήμονες της Rosatom διεξάγουν έρευνα μαζί με την 3D Bioprinting Solutions, το MISIS και διάφορα ιατρικά ιδρύματα.
«Η Ρωσία είναι μεταξύ των παγκόσμιων ηγετών στον τομέα της βιοεκτύπωσης: το 2015, η ρωσική εταιρεία 3D Bioprinting Solutions εκτύπωσε το πρώτο λειτουργικό όργανο στον κόσμο - τον θυρεοειδή αδένα, και το 2018 πραγματοποίησε την πρώτη μαγνητική βιοεκτύπωση στο ISS. Το 2023, η MISIS, η 3D Bioprinting Solutions και το Burdenko Hospital πραγματοποίησαν την πρώτη βιοεκτύπωση στον κόσμο απευθείας στον ασθενή (in situ bioprinting)», δήλωσε ο Fedor Senatov, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιοϊατρικής Μηχανικής στο NUST MISIS.
Οι επιστήμονες πραγματοποιούν εξελίξεις όχι τόσο με στόχο την αντικατάσταση των εισαγόμενων προϊόντων όσο το να ξεπεράσουν τις ξένες τεχνολογίες. Μιλάμε για τη δημιουργία, για παράδειγμα, των λεγόμενων τεχνολογιών χωρίς ικρίωμα (χωρίς πλαίσιο), ιδίως συστημάτων μαγνητικής και ακουστικής βιοκατασκευής. Σε αυτή την προσέγγιση, ο έλεγχος του κυτταρικού υλικού συμβαίνει λόγω διαφόρων τύπων κυμάτων και τα κύτταρα σχηματίζουν δομές μηχανικής ιστών χωρίς πρόσθετη χημική υποστήριξη. Αυτή είναι η πιο πρόσφατη κατεύθυνση, που απαιτεί ειδικό εξοπλισμό, υποδομές και εκπαίδευση υψηλά καταρτισμένου προσωπικού.
Μαγνητοακουστικός εκτυπωτής
Στη Rosatom, η ανάπτυξη της τεχνολογίας βιοκατασκευής πραγματοποιείται από το Trinity Institute of Innovative and Thermonucclear Research (JSC State Scientific Center of the Russian Federation TRINITI) μαζί με φοιτητές του μεταπτυχιακού προγράμματος στη βιοϊατρική μηχανική και τη βιοκατασκευή του NUST MISIS. Πρόκειται για μια νέα κατεύθυνση της σχολής προηγμένης μηχανικής «Επιστήμη των Υλικών, Τεχνολογίες Πρόσθετων και End-to-End» (PISH MAST), η οποία λειτουργεί στο χώρο του πανεπιστημίου με την υποστήριξη της Rosatom. Εκπαιδεύουν ειδικούς σε πολλούς καινοτόμους τομείς. Οι μαθητές όχι μόνο κατέχουν τις πιο πρόσφατες τεχνολογίες, αλλά συμμετέχουν και στη δημιουργία πρωτοποριακών τεχνολογικών λύσεων του μέλλοντος.
Νέοι επιστήμονες και φοιτητές κατασκευάζουν τα λεγόμενα σφαιροειδή ιστού (βιολίκα για βιοεκτύπωση) από κύτταρα, διεξάγουν έρευνα και αναλύουν τις εμβιομηχανικές τους ιδιότητες, συμμετέχουν στη δημιουργία εργαστηριακού εξοπλισμού για το σχηματισμό ενός κυτταρικού αναλόγου των αιμοφόρων αγγείων και αναπτύσσουν επίσης ένα νέο παραγωγή βιοεκτυπωτών.
Για την ανάπτυξη αγγείων μικρής διαμέτρου, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μαγνητοακουστικό βιοεκτυπωτή και βιοαντιδραστήρα. Η διαδικασία περνά από τρία στάδια. Πρώτα απ 'όλα, το βιοϋλικό αναπτύσσεται από τα κύτταρα του ασθενούς. Στη συνέχεια, του δίνεται το επιθυμητό σχήμα και ως αποτέλεσμα των διαδικασιών σύντηξης των κυττάρων, σχηματίζεται ένας ενιαίος ιστός. Για να «διδάξει» το σκάφος να λειτουργεί σωστά και να εκτελεί τις λειτουργίες του, στο τρίτο στάδιο τοποθετείται σε βιοαντιδραστήρα για «ωρίμανση».
Ο Vladislav Parfenov, επικεφαλής του Εργαστηρίου Προσθετικών Τεχνολογιών και Βιομηχανικής στο Κρατικό Επιστημονικό Κέντρο της Ρωσικής Ομοσπονδίας TRINITY, δήλωσε ότι η τεχνολογία για τον σχηματισμό χωρίς επαφή ζωντανών ιστών από κύτταρα ασθενών, με βάση τη χρήση φυσικών πεδίων, είναι μοναδική. . Άλλωστε, αυτό δεν απαιτεί πρόσθετα υλικά, όπως σκαλωσιές. Αυτό εξασφαλίζει υψηλή βιοσυμβατότητα και ιδιότητες συγκρίσιμες με τον δικό σας ιστό.
Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό της μεθόδου είναι ο στιγμιαίος σχηματισμός δομών, ο οποίος είναι σημαντικός για τη διασφάλιση της βιωσιμότητας των κυττάρων. Η κύρια έρευνα σε αυτόν τον τομέα διεξήχθη κάποτε στον τροχιακό σταθμό Mir, κατά τη διάρκεια του πειράματος «Κρυστάλλου Κουλόμπ». Έτσι, κατέστη δυνατή η δημιουργία συστάδων ανόργανου υλικού υπό συνθήκες μαγνητικής παγίδας.
«Από το 2018, η έρευνα με χρήση κυψελοειδούς υλικού πραγματοποιείται στο ρωσικό τμήμα του ISS ως μέρος του πειράματος Magnetic Bioprinter. Σήμερα, η ανάπτυξη της βιοεκτύπωσης σε συνθήκες μικροβαρύτητας κατέστησε δυνατή τη μετάβαση στην τεχνολογική εφαρμογή της στη Γη χρησιμοποιώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία. Μία από τις προοπτικές αυτής της προσέγγισης είναι η δυνατότητα μετάβασης από τη βιοκατασκευή μεμονωμένων λειτουργικών οργανιδίων στη δημιουργία πλήρους οργάνων με το σχηματισμό ενός αγγειακού δέντρου αίματος. Αυτό ανοίγει νέες ευκαιρίες στον τομέα της αναγεννητικής ιατρικής και μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα ζωής των ασθενών που χρειάζονται μεταμόσχευση οργάνων», πρόσθεσε ο Vladislav Parfenov.
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν να προχωρήσουν στη βιοκατασκευή ακόμη πιο πολύπλοκων οργάνων έως το 2030: του θυρεοειδούς αδένα, των νεφρών και του ήπατος. Τέτοιες τεχνολογίες, κατά τη γνώμη τους, θα είναι μια σημαντική ανακάλυψη στη μεταμόσχευση, καθώς θα μειώσουν τον αριθμό των μεταμοσχεύσεων οργάνων που χρειάζονται και θα βοηθήσουν περισσότερους από δύο χιλιάδες ανθρώπους να επιστρέψουν στην κανονική ζωή κάθε χρόνο.
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου