STUDIO HIMED ● Химия и Медицина
ФАНТАСТИЧЕСКАЯ КОЖА

Соловьев А.Р.
СПО. Студент, II курс
Специальность «Лабораторная диагностика»

Фантастическая кожа

Сегодня мы немного поговорим о биологии, медицине и 3D-Биопринтинге.

Искусственное создание человеческой кожи, а особенно различных тканей и органов может восприниматься как фантастика, но большая часть всего этого происходит прямо сейчас. В научных исследовательских институтах (НИИ) и научных центрах по всему миру, достижения в области 3D-биопечати предоставляют новые возможности для лечения людей. В ближайшие десятилетия 3D-биопечать может стать следующей важной эпохой в здравоохранении и персонализированной медицине.

История 3D-печати началась в начале 80-х годов прошлого столетия с изобретения Чарльзом Халлом метода изготовления объектов, который он назвал «стереолитография». Позже, основанная Халлом компания «3D Systems» разработала первый 3D-принтер. 3D-принтер является устройством с числовым программным управлением (ЧПУ), которое использует метод послойной печати объекта, названное «стереолитографическим аппаратом». 3D-печать представляет собой процесс аддитивного производства, при котором объемный объект создается из цифровой модели с помощью 3D-принтера. Работа Халла, а также достижения других исследователей, произвели революцию в производстве объектов с помощью 3D-печати во многих областях, включая химию, биологию и медицину.

В биологии и медицине используется термин «3D-Биопринтинг», который является биотехнологией создания объемных биологических моделей, объектов, конструкций на основе живых клеток и вспомогательных материалов с использованием 3D-биопринтера, при которой клетки сохраняют свою жизнеспособность и функции. Изготовленные на 3D-биопринтере биологические конструкции (биоконструкции) переносят в биологический ректор (биореактор, инкубатор), где они продолжают расти.

При 3D-биопечати используют биологические чернила (биочернила). Биочернила представляют собой природные или синтетические биологические материалы (биоматериалы), которые имитируют внеклеточный матрикс для поддержки адгезии (сцепление поверхностей разнородных твердых и/или жидких тел), пролиферации (разрастание ткани организма путем размножения клеток делением) и дифференцировки живых клеток (процесс реализации генетически обусловленной программы формирования специализированного фенотипа клеток).

3D-Биопринтинг применяется в медицине с начала 2000-х годов, когда эта технология впервые использовалась для изготовления зубных имплантатов и протезов (специального протезирования). С тех пор медицинское применение этого метода значительно расширилось и углубилось.

Методы и способы 3D-Биопринтинга зависят от типа используемых клеток и поддержания их жизнеспособности и роста. Вот некоторые из них: фотолитография, стереолитография, магнитный биопринтинг, лазерный биопринтинг, а также прямая экструзия клеток.

Медицинское использование 3D-Биопринтинга включает несколько категорий: изготовление различных тканей и органов; создание индивидуальных протезов и имплантатов; производство фармацевтических препаратов (лекарственных средств), создание систем доставки и дозирования лекарств, а также научные исследования в фармакологии и фармахимии. Так, например, разработанный и одобренный FDA препарат для лечения эпилепсии, который производится с помощью 3D-печати.

С помощью 3D-печати ученые создали искусственные разнообразные кости, мениск коленного сустава, позвоночные диски, другие типы хрящей и костей, сердечный клапан, а также искусственные уши, нос, кровеносные сосуды, другие ткани и органы. Например, в 2010 году впервые удалось «напечатать» фрагмент кожи, а в 2014 году - сердечный клапан и фрагмент ткани печени. В 2011 году методом 3D-биопечати создан прототип искусственной почки, а в 2016 году на биопринтере был «напечатан» фрагмент нервной ткани человека с точно позиционированными нейронами.

Благодарим за внимание!

Опубликовано: 25.10.2024 года
Отредактировано: 25.10.2024 года
Количество редакций: 0