​Опыты на борту МКС помогли российским физикам создать устройство, способное "печатать" фрагменты кожи и других сложных многослойных тканей, не используя предварительно подготовленных шаблонов и каркасов. "Инструкции" по сборке такого трехмерного принтера были опубликованы в журнале Biofabrication.


"С 2010 по 2017 год на российском сегменте МКС проходил цикл уникальных экспериментов на установке "Кулоновский кристалл". Внутри нее установлен электромагнит, создающий особое неоднородное магнитное поле, где могут формироваться структуры из частиц, намагничивающихся против направления поля", - рассказывает Михаил Васильев из Объединенного института высоких температур РАН в Шатуре.

Эти опыты привели к относительно неожиданным результатам. Васильев и его коллеги, в том числе ученые из Института морфологии человека РАН, МЭИ и ряда американских и европейских вузов, использовали эти данные для создания прибора, больше связанного с биологией, чем с физикой или химией - полноценного биологического 3D-принтера.

За последние годы биологи и инженеры создали несколько десятков устройств, способных "печатать" культурами стволовых или специализированных клеток. Первые подобные гаджеты могли выращивать только очень простые, однослойные живые структуры, не похожие на реальные ткани тела, однако постепенно они "научились" вырабатывать более сложные ткани, в том числе аналоги кожи.

Несмотря на большой прогресс, современные 3D-биопринтеры не лишены недостатков. Как правило, для их работы необходим "каркас" - матрица из полимеров, удерживающая напечатанную ткань от распада и позволяющая клеткам "дышать" и получать нутриенты. В свою очередь, для печати по-настоящему "трехмерных" конструкций нужен большой набор разных магнитных меток, позволяющий ученым манипулировать положением клеток внутри будущих органов.

Опыты ученых на МКС позволили им и представителям одного из российских стартапов создать первый биопринтер, не требующий подобных расходных материалов и работающий в несколько раз быстрее остальных установок подобного рода.

"Кулоновский кристалл", как рассказывает пресс-служба Российского научного фонда, помог российским физикам выяснить, как ведут себя в невесомости мелкие заряженные частицы, помещенные в мощное магнитное поле специальной формы, и создать компьютерную модель их движения.

Используя эти системы, физики и подключившиеся к ним биологи выяснили, как можно получать однородные и протяженные трехмерные структуры из тысяч частиц, в том числе и клеток, используя подобные магнитные "левитаторы" и небольшое число атомов гадолиния, редкоземельного металла.

Для проверки работоспособности принтера, ученые использовали его для сборки сложных структур из миниатюрных "шариков", состоящих из хрящевых клеток овцы. Как показали первые опыты, новый биопринтер может печатать такие конструкции в разы быстрее, чем его "конкуренты", и при этом он не требует применения большого количества потенциально токсичных материалов.

Подобные биопринтеры смогут создавать различные биологические конструкции, которые можно будет использовать, например, для оценки действия радиации на здоровье космонавтов при длительных полетах в космос. Также, по заявлениям авторов, в перспективе эта технология сможет восстанавливать поврежденные ткани и органы.

Источники

Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Империя (imperiyanews.ru), 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Москва-ТуТ (moskva-tyt.ru), 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Новости@Rambler.ru, 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
РИА Новости, 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Newsmir.info, 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Пульс Планеты 24/7 (puls-planety247.ru), 25/06/2018
Эксперименты российских ученых в космосе привели к созданию нового способа 3D-биопечати
Газета.Ru, 25/06/2018
Космические эксперименты привели к созданию нового способа 3D-биопечати
Индикатор (indicator.ru), 25/06/2018
Опыты на МКС помогли ученым из России создать уникальный 3D-биопринтер
Русская весна (rusnext.ru), 25/06/2018
Трехмерная биопечать в невесомости
Полит.ру, 25/06/2018
Experiments of the Russian scientists in space lead to a new way of 3D-bioprinting
Российский научный фонд (рнф.рф), 26/06/2018
Ученые Алтайского государственного университета создают 3D-модели археологических памятников региона
Новости Алтая (новостиалтая.рф), 27/06/2018
Алтайский край. Ученые на Алтае создадут веб-карту археологических объектов
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 26/06/2018
Ученые АлтГУ создают 3D-модели археологических памятников региона
Вечерний Барнаул (info-vb.ru), 27/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Novostival.ru, 29/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Mensside.ru, 29/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Новости@Mail.ru, 29/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Wi-fi.ru, 29/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Чердак (chrdk.ru), 29/06/2018
Невесомость помогла создать новый метод 3D-печати
Новости@Rambler.ru, 29/06/2018
Биотехнологии из космоса. В России создан уникальный 3D-биопринтер
Cont.ws, 06/07/2018
В России создан уникальный 3D-биопринтер
Всемирная Россия (vseruss.com), 08/07/2018
Биотехнологии из космоса. В России создан уникальный 3D-биопринтер
SMIonline (so-l.ru), 07/07/2018
Биотехнологии из космоса. В России создан уникальный 3D-биопринтер
Око планеты (oko-planet.su), 07/07/2018

Похожие новости

  • 28/08/2017

    Российские ученые представили интерфейс «мозг-компьютер» для постинсультной реабилитации

    ​Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН презентовал технологию неинвазивного интерфейса "мозг-компьютер" для реабилитации больных с последствиями нарушения мозгового кровообращения.
    510
  • 14/11/2017

    Российские ученые создали дрон для выявления взрывчатки

    Российские ученые из инновационного центра "Сколково", Московского физико-технического института и других организаций разработали систему для выявления взрывчатки и отравляющих веществ в зонах боевых действий.
    519
  • 15/11/2017

    ФАНО профинансирует разработку межпланетной станции на Венере

    ​Проект создания аппаратов для работы на орбите и поверхности Венеры получит финансирование от Федерального агентства научных организаций (ФАНО) (ранее "Роскосмос" исключил подобную программу из Федеральной космической программы из-за секвестра бюджета).
    627
  • 14/03/2018

    Академики РАН рассказали о будущем медицинской робототехники и умной больнице для россиян

    ​Что из себя будет представлять "умная" больница, которую планируют создать РАН совместно с Минздравом, смогут ли российские медицинские роботы заменить иностранных, зачем на президиум РАН позвали журналиста Дмитрия Киселева и за что его сердечно благодарил президент Академии Александр Сергеев -  в материале Indicator.
    385
  • 07/07/2016

    Александр Кулешов: математика - ​ключ к благополучию

    ​Тюмень посетил ректор Сколковского института науки и технологий академик РАН Александр Кулешов. Российский ученый-математик, доктор технических наук, специалист в области информационных технологий и математического моделирования, академик РАН, ректор Сколковского института науки и технологий Александр Кулешов довольно долго жил и работал за границей, в Европе.
    1970
  • 18/09/2018

    В Сочи состоится «Глобальный форум конвергентных и природоподобных технологий» под эгидой ООН

    ​Президент Российской академии наук (РАН), ученые, эксперты и представители органов власти обсудят конвергентные технологии и экономику, глобальные вызовы и другие вопросы на "Глобальном форуме конвергентных и природоподобных технологий", который пройдет 28-29 сентября в Сочи.
    106
  • 07/12/2017

    Гидрогель магнетита станет эффективным очистителем для сточных вод

    ​Ученые синтезировали чистый гидрогель магнетита и исследовали его свойства. Новое вещество можно использовать как для очистки воды от тяжелых металлов, так и для адресной доставки лекарств. С результатами работы ученых можно ознакомиться в журнале RSC Soft Matter.
    403
  • 16/12/2016

    Российские ученые составят программу усовершенствования человека для межпланетных полетов

    ​Российские ученые пришли к пониманию, что космический корабль не сможет обеспечить полную безопасность экипажа во время длительных полетов к далеким планетам. И решили заняться совершенствованием человека с тем, чтобы он стал менее восприимчив к факторам воздействия в космосе.
    1038
  • 25/08/2016

    Ученые ИрНИТУ предлагают использовать беспилотные мультикоптеры в геологической разведке

    ​Выступление доцента кафедры технологии геологической разведки ИрНИТУ Александра Паршина признано лучшим по итогам IV Международной конференции "Современные информационные технологии для научных исследований в области наук о Земле" ("ITES-2016"), который прошел в Южно-Сахалинске.
    1960
  • 31/10/2017

    Как российские научные журналы продвигают за рубеж и кто этому мешает

    ​Чем занималась и занимается издательская компания Pleiades Publishing, Inc. и какова ее роль в публикации российских научных журналов за рубежом, как издание этих журналов менялось от СССР к России, подходят ли нам модели журналов со статьями в открытом доступе и как будут издаваться и создаваться научные статьи через десять лет, в интервью Indicator.
    1239