Представьте мир, в котором искусственные ткани могут печататься по мере необходимости, революционизируя медицинские исследования и лечение. Эта мечта становится реальностью благодаря разработке инновационного, недорогого, открытого 3D-биопринтера Бразильским институтом Освальдо Круса (IOC/Fiocruz) в сотрудничестве с Университетом Вейги де Алмейда (UVA). Объявленная 11 октября 2024 года, эта прорывная технология обещает значительно повлиять на биомедицинские исследования, здравоохранение и даже на пищевую промышленность.
В отличие от обычных 3D-принтеров, использующих пластик, этот биопринтер использует специальную бионапечатку, состоящую из живых клеток, погруженных в гидрогель на основе биополимеров. По словам Луиза Анастасио Алвеса, ведущего исследователя в IOC, эта бионапечатка имитирует естественные ткани, позволяя создавать сложные трехмерные структуры, которые очень похожи на биологические ткани. «Эта технология улучшает взаимодействие клеток, обеспечивая более точные результаты, чем традиционные 2D-клеточные культуры», - объясняет он.
Проект, финансируемый Фондом Карлоса Чагаса Фильо для поддержки исследований в Рио-де-Жанейро, нацелен на разработку и коммерциализацию этих биопринтеров. Анаэл Виана, выпускник биомедицинского факультета IOC, возглавляет эту инициативу в рамках программы «Доктор-предприниматель», которая поощряет инновации в научных исследованиях.
Одним из самых многообещающих применений этой технологии является производство искусственной кожи, которая уже продемонстрировала успех в лечении обширных ожогов и тестировании новых лекарств и косметики. «Биопечать имеет огромный потенциал для создания моделей для изучения сложных биологических механизмов и проведения токсикологических испытаний новых препаратов, что снижает необходимость в тестировании на животных», - утверждает Виана.
Рынок биопечати быстро растет, в настоящее время оцениваемый в 1,5 миллиарда долларов и ожидается, что он достигнет 6 миллиардов долларов в течение пяти лет. Этот рост подчеркивает важность разработки экономически эффективных решений для биопечати на национальном уровне. «С помощью инноваций Бразилия может сократить свою зависимость от импортных медицинских товаров и поделиться этой технологией с бедными странами», - подчеркивает Алвес.
В центре этой инициативы лежит приверженность открытым технологиям. Биопринтер был построен с использованием переработанных материалов и доступных электронных компонентов, стоимостью около 200 долларов. Исследователи разместили процесс сборки в интернете, позволяя исследовательским группам с ограниченными ресурсами получить доступ к этой передовой технологии. «Мы продемонстрировали, что клетки в бионапечатке оставались жизнеспособными более семи дней после печати, что достаточно для многих экспериментов и медицинских процедур», - отмечает Алвес.
По мере продвижения проекта команда планирует улучшить возможности биопринтера, включая разработку модели с несколькими экструзионными головками для производства более сложных тканей. «С трехнасадочным биопринтером мы можем использовать разные бионапечатки для создания сложных структур, таких как мини-поджелудочная железа», - объясняет Виана.
Программа «Доктор-предприниматель» рассчитана на два года, с планами официально запустить новую компанию в течение десяти месяцев и представить разработанные продукты к концу срока. Эта инициатива не только представляет собой значительный шаг вперед в технологии биопечати, но также подчеркивает потенциал Бразилии как лидера в области инновационных медицинских решений.