В Сеченовском Университете создали биопринтер, который запечатывает незаживающие раны

Ученые Сеченовского университета разрабатывают портативный биопринтер — аппарат достаточно заправить специальными картриджами, чтобы напечатать эквивалент кожи. Разработка необходима людям, у которых есть незаживающие раны, например диабетикам.

«Команда разработала комбинированные биочернила, портативный биопринтер и фотобиомодулятор для воздействия на ткани низкоинтенсивным излучением в красном и ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы ускорить процессы регенерации» — рассказала заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Сеченовского Университета руководитель проекта Анастасия Шпичка.

Из чего делают биочернила

Чтобы создать основу для биочернил, ученые используют гидрогель со сфероидами — агрегатами клеток, которые выполняют функции строительных блоков. Еще один элемент — это внеклеточные везикулы, обладающие выраженным прорегенеративным и противовоспалительным потенциалом. То есть рана будет быстро затягиваться и при этом не воспалится.

В составе таких чернил клетки обмениваются различными сигнальными молекулами и развиваются, как в естественной ткани, говорят ученые. Сфероиды в свою очередь эффективно заполняют раневую поверхность. Эксперты надеются, что чернила смогут помочь даже людям, у которых уже начался прогрессирующий некроз.

В составе биочернил также есть гидрогель, созданный на основе желатина. В него нужно добавить клетки самого пациента, а также внеклеточные везикулы, которые способствуют заживлению.

Как работает биопринтер

Биочернила находятся в специальных картриджах, их изготавливают непосредственно перед проведением операции.

Первый картридж содержит гидрогель, а второй — сшивающие агенты, которые ускоряют процесс затвердевания гидрогеля.

«Принцип действия биочернил напоминает работу двухкомпонентного клея. При смешивании составляющих биочернил происходит химическая реакция, в результате которой молекулы компонентов соединяются и образуют прочную гелеобразную структуру», — пояснил младший научный сотрудник «Дизайн-центра гибкой биоэлектроники» Дмитрий Ларионов.

Сейчас ученые разрабатывают специальную систему климат-контроля, которая позволит поддержать оптимальную температуру биочернил во время транспортировки. В противном случае они утратят свою эффективность. Эксперты уже разработали миксеры, которые обеспечивают правильное смешивание компонентов перед нанесением на рану.

После нанесения гидрогель подвергается облучению ультрафиолетом, чтобы он правильно затвердел и не стек с раны. Затем используется инфракрасное излучение для стимуляции роста клеток. Для этой цели команда планирует создать оптическую систему излучения, которая обеспечит точную и эффективную фотобиомодуляцию клеток.

Для тестирования гидрогеля ученые в скором времени планируют провести эксперимент на мини-пигах в лаборатории регенеративной ветеринарии Сеченовского Университета.