Морские водоросли могут стать ключевым материалом для трехмерной печати по технологии BioPen

 Австралийские исследователи выращивают и перерабатывают морские водоросли с целью получения биоматериалов, пригодных для использования c технологией 3D-печати BioPen.

 Экстракты морских водорослей уже используются в широком ассортименте продуктов, включающем в себя зубную пасту, средства по уходу за кожей, краски, мороженое и соусы для салатов. Однако, исследования в области гликобиологии (изучении сложных углеводов, или гликанов, в живых организмах) указывают на идеальную пригодность гельных структур, получаемых из водорослей, в качестве медицинских имплантатов и материалов для тканевой инженерии. Кроме того, было обнаружено, что водоросли могут играть передовую защитную и коммуникационную роль при взаимодействии с микроорганизмами – вирусами, бактериями и грибками.

 «Эти гели обладают высокой клеточной совместимостью и даже стимулируют развитие здоровых стволовых клеток. Таким образом, водоросли выглядят как главные кандидаты в источники полимерных материалов для медицинских имплантатов», – рассказывает доктор Пиа Винберг из Университета Вуллонгонга.

 Команда доктора Винберг и коллеги из Научно-исследовательского института целевых полимеров (IPRI) определят возможности использования водорослей в медицинских исследованиях – в частности, аспекты применения в качестве биоактивных материалов для 3D-печати имплантатов с высокой клеточной совместимостью. Альгинат, экстракт бурых морских водорослей, уже нашел применение учеными из IPRI и врачами из Мельбурнского госпиталя Св. Викентия в качестве носителя клеточного материала при восстановлении больных и поврежденных тканей.

 Другие гели, добываемые из зеленых водорослей (ульвы, или «морского салата») вблизи Шолхейвена, будут исследованы на пригодность в качестве носителя клеточного материала для новой технологии 3D-печати под названием BioPen. BioPen – разработка австралийских ученых из ACES, позволяющая хирургам-ортопедам обрабатывать поврежденные участки костных и хрящевых тканей живыми клетками и стимуляторами роста, тем самым ускоряя процесс восстановления.

 BioPen работает по принципу, схожему с трехмерной печатью: клеточный материал наслаивается внутри биополимера (например, альгината), защищенного наружным слоем геля. Два гельных слоя смешиваются в головке «био-ручки» и экструдируются на поверхность кости. Хирургу остается лишь «закрасить» поврежденный участок.

 Доктор Винберг утверждает, что уникальные свойства подобных гелей помогут им найти обширное применение в медицине: в качестве ингибиторов энзимов при лечении сахарного диабета, в качестве антикоагулянтов и даже замедлителей роста раковых опухолей кожи. Предлагается использование гелей из зеленых водорослей для создания новых противовирусных, противовоспалительных и антибактериальных препаратов.

Кроме всего прочего, культивирование морских водорослей выгодно экономически и экологически. Водоросли понижают содержание углеродных соединений и азота в морской воде, абсорбируя отходы аквакультуры и береговых промышленных предприятий, и пригодны для оксигенации и понижения уровня кислотности воды.

Доктор Винберг считает, что Австралия может внести особый вклад в глобальную морскую биоиндустрию, акцентируясь на биотехнических приложениях.

Статья подготовлена для 3dtoday.ru