Ученые исследуют регенерацию нервных клеток с помощью 3D-биопринтера BioBot

Когда на рынок вышел 3D-биопринтер BioBot, его релиз был встречен с энтузиазмом, и тому есть пара хороших причин. Во-первых, это устройство способно печатать человеческие ткани и, возможно, поможет сделать реальностью 3D-печать полноценных органов. А во-вторых, стоимость принтера ненамного выше обычных настольных FDM-принтеров «люксового» сегмента. BioBot стал продуктом стараний двух выпускников Университета Пенсильвании: Рикардо Солорцано и Даниэля Кабрера. Не будучи обремененными излишней скромностью, дизайнеры описывают свою разработку, как «будущее регенеративной медицины». И они вполне могут оказаться правы! По крайней мере, Мичиганский технологический университет уже проявил интерес к устройству и даже приобрел экземпляр для экспериментов по 3D-печати нервных тканей. Как и с любой другой 3D-печатью сложных органических структур, самая большая проблема лежит в создании подходящих «чернил». В случае успеха может появиться метод восстановления нервных тканей, вплоть до лечения серьезных травм позвоночника. Текущая модель BioBot, используемая университетскими исследователями, представляет собой компактное устройство с отпечатком в 300х300мм. Стоимость принтера составляет всего $5 000, что несоизмеримо дешевле привычного лабораторного исследовательского оборудования, где стоимость отдельных установок может достигать сотен тысяч долларов. «Существуют и другие аппараты, способные генерировать живые ткани, но для того, чтобы регенеративная медицина развивалась приемлемыми темпами, необходимо снижение габаритов устройств, себестоимости и сложности производства, наряду с упрощением эксплуатации», – поясняет Кабрера.Покупка принтера была профинансирована Национальным научным фондом США в рамках программы по развитию исследований биоматериалов. Основой для финансовой помощи стали проводимые университетом исследования по использованию в качестве биоматериалов нанокристаллов целлюлозы. «Благодаря своим хорошим механическим свойствам, нанокристаллы целлюлозы весьма интересны в качестве материала для построения матриксов, служащих опорой для живых клеток», – поясняет Реза Шабазиан-Яссар, научный сотрудник проекта, чьи исследования послужили вдохновением для 3D-печатной программы. Как поясняют исследователи, их целью является создание метода регенерации нервных клеток, что в человеческом организме практически не происходит. Нервные клетки уникальны тем, что их число не растет с возрастом, а поврежденные клетки заживают с трудом. Ученые считают, что для исследования методов регенерации нервов вполне достаточно относительно простых 3D-принтеров. Их первая задача заключается в создании биосовместимого полимера с консистенцией сиропа. Это означает, что для развития проекта необходимо провести работу по определению наиболее подходящих материалов. В качестве одного из расходников, имеющих необходимый потенциал для создания матриксов, команда рассматривает графен, обладающий заманчивыми токопроводящими свойствами. В итоге вся затея вращается вокруг исследования возможности 3D-печати кристаллических биосовместимых структур, которые могли бы служить опорами и направляющими для растущих нервных клеток.