Багато українських воїнів на війні втратили кінцівки, і, на жаль, вони не відновляться. Проте сучасні протези здатні подарувати їм шанс повернутися до повноцінного життя, знову рухатися вперед і насолоджуватися кожним днем. У цій статті ми розкажемо про біопринтинг — передову технологію, яка може стати справжнім проривом у допомозі тисячам наших героїв. Далі на kyiv.name.
Біопринтинг — розповідаємо що це таке
Біопринтинг — це інноваційна технологія, яка може змінити обличчя сучасної медицини. В основі цієї методики лежить 3D-друк живих тканин за допомогою спеціальних “біочорнил”, що містять клітини, гідрогелі та інші матеріали. По суті, це пошарове створення біологічних структур на основі комп’ютерних моделей, що дозволяє з максимальною точністю відтворювати складні тканини чи органи.
Технологія біопринтингу з’явилася на початку 2000-х, але значний прорив відбувся завдяки команді біомедичних інженерів з Мельбурнського університету. Їхня розробка, яка використовує акустичні хвилі для точного розташування клітин, здатна друкувати як м’які тканини, наприклад, мозок, так і твердіші матеріали, такі як хрящі та кістки. Завдяки цій технології процес друку став швидшим, точнішим і менш травматичним для клітин, що відкриває величезні перспективи для регенеративної медицини.
Принцип роботи біопринтера схожий на звичайний 3D-друк, але замість пластику використовуються біоматеріали. Спеціальний пристрій шар за шаром формує тканини, які можуть стати основою для відновлення пошкоджених частин тіла. Новітні біопринтери використовують лазери або акустичні хвилі для позиціювання клітин, забезпечуючи максимальну точність та структурну цілісність.
Ця технологія має потенціал для розв’язання медичних проблем. Наприклад, вона може допомогти в тестуванні ліків, вивченні раку та створенні донорських органів без ризику відторгнення. Крім того, біопринтинг відкриває шлях до персоналізованої медицини, де лікування адаптується під конкретного пацієнта.
Біопринтинг для протезування
Основна особливість біопринтингу — можливість створення складних багатошарових структур, які повторюють тканини людського тіла. Використовуючи біочорнила, що містять клітини, гідрогелі та спеціальні біоматеріали, принтер друкує тканини шар за шаром. Це дозволяє створювати компоненти кінцівок: м’язи, хрящі, кістки й навіть шкіру.
Особливий інтерес викликають дослідження, спрямовані на друк нервової тканини, яка є критично важливою для інтеграції таких протезів із тілом людини. Це може забезпечити повноцінне функціонування кінцівок, включаючи чутливість та управління рухами за допомогою нервових імпульсів.
У світі є кілька провідних центрів, які займаються дослідженнями в цій сфері. Одним із таких є Інститут регенеративної медицини в США, де вже друкували частини кінцівок, включаючи пальці та стопи. У Японії також експериментують із біопринтингом шкіри для покриття протезів, щоб вони виглядали максимально природно.
В Австралії, завдяки команді Мельбурнського університету, зроблено великий прорив у створенні тканин для кісток і хрящів. Їхня розробка, яка використовує акустичні хвилі для точного позиціювання клітин, стала важливим кроком до друку складніших структур, таких як кінцівки.
Києву тільки належить впровадити цю технологію: про дослідження біопринтингу у столичних інститутах
У столичних інститутах ведуться перспективні дослідження, спрямовані на розвиток регенеративної медицини, і біопринтинг стає важливою частиною цих ініціатив. Одним із лідерів у цій галузі є кафедра біомедичної інженерії Київського політехнічного інституту імені Ігоря Сікорського. Тут працюють над створенням біологічних структур за допомогою 3D-друку, зокрема досліджують можливості друку тканин шкіри, хрящів і навіть судин. Використовуючи міжнародний досвід та підтримку закордонних партнерів, науковці розробляють прототипи, які в майбутньому можуть стати основою для створення складних тканин та органів.
Крім КПІ, до досліджень долучився Київський національний університет імені Тараса Шевченка, де біологи та хіміки вивчають властивості біоматеріалів і їхню життєздатність у процесі друку. Ці напрацювання є критично важливими для подальшого розвитку технології. Дослідження у столиці здебільше фінансуються міжнародними грантами та благодійними фондами. Наприклад, кілька проєктів були підтримані Європейським Союзом у рамках програми “Горизонт Європа”. Також допомогу надають окремі благодійні ініціативи, спрямовані на підтримку ветеранів, зокрема тих, хто потребує протезування.
Ідея використання біопринтингу для створення кінцівок воєнним активно обговорюється. За словами науковців КПІ, технологія біопринтингу вже має потенціал для друку базових структур кінцівок, таких як хрящі та кістки. Однак повноцінні кінцівки, що включатимуть м’язи та нервові тканини, все ще залишаються технологічним викликом. Науковці сподіваються, що розвиток інфраструктури та збільшення фінансування дозволять реалізувати такі проєкти в найближчі роки.