В лаборатории "3Д Биопринтинг Солюшенс" под стеклом стерильного бокса стоит первый российский биопринтер. Он шуршит, разворачивает картриджи, что-то выдавливается на стеклянную подставку. В данном случае элементарной каплей чернил являются не просто клетки, а так называемые тканевые сфероиды – шарики микронного размера, содержащие в себе до двух тысяч живых клеток необходимого вида. Учитывая, что орган состоит из клеток разных видов, картриджей тоже несколько. Биобумага, то есть место закрепления биочернил, – гидрогель.
"Заметьте, мы занимаемся не выращиванием, а ассемблированием, то есть сборкой органов. Все начинается с цифровой 3D-модели органа – необходимо виртуально разрезать его на слои, задать распределение клеток разного вида в этих слоях, предусмотреть размещение полых внутри сфероидов, из которых образуются сосуды", – рассказывает создатель устройства российский ученый Владимир Миронов.
По словам ученого, невооруженным глазом можно наблюдать за процессом. На основу гидрогеля выкладывается слой шариков-сфероидов (разные цвета шариков – разные клетки), дальше опять слой гидрогеля, а на него – следующий слой сфероидов. А вот в объемной модели образовались цилиндрические отверстия – это каналы сосудов. Однако, напечатанная конструкция – еще не готовый орган.
"Пока это просто именно конструкция, в которой сфероиды клеток поддерживает находящийся между ними гидрогель: отсюда и вид студня. Следующий этап – созревание ткани, то есть срастание вместе сфероидов с одновременным выведением гидрогеля. Этот процесс происходит в специальном биореакторе: небольшая камера, помещенная в поддерживающий необходимую температуру и влажность шкаф-инкубатор. "То, что вы видели, это, собственно, и есть три основных этапа сборки органа: создание цифровой модели, процесс печати и созревание. Каждый из них сам по себе – отдельное сложное направление изысканий", – цитирует Миронова ТАСС.
Отметим, что "обычным" 3D-принтером уже мало кого удивишь: он был придуман в 1985 году американцем Чаком Холлом. По прошествии трех десятилетий 3D-принтеры производятся серийно, их главное коммерческое применение на сегодня – печать объемных прототипов чего угодно, от зданий до самолетов. Есть и бытовые модели, которые позволяют распечатать, например, чашку. В медицине 3D-печать тоже давно применяется: в хирургии, стоматологии для изготовления протезов или имплантов. Но поистине революционными выглядят перспективы биопечати, следующей эволюционной ступени 3D-печати. Когда человечество научится печатать живыми клетками новые органы взамен изношенных, жизнь уже никогда не будет прежней.