Аппаратура для выращивания тканей в космосе полетит на МКС осенью

Аппаратура для выращивания тканей в космосе полетит на МКС осенью

Аппаратуру для проведения первого российского коммерческого эксперимента «Магнитный 3D-биопринтер», подготовка которого осуществляется в тесном сотрудничестве со специалистами Роскосмоса, РКК «Энергия» и ЦНИИмаш, планируется отправить на МКС осенью этого года.

Заявитель эксперимента — лаборатория биотехнологических исследований «3D Биопринтинг Солюшенс» — российский стартап, являющийся «дочкой» компании «Инвитро». Впервые в России организация-заявитель сама оплачивает создание и испытание научной аппаратуры.
3D-биопринтер создан для выращивания тканей, а впоследствии и органов. Также он может быть использован для изучения влияния факторов космического пространства на живые объекты при дальних полетах: выращенные в космосе из настоящих клеток образцы кожи, внутренние органы и т. д.
«Нашей задачей было оценить техническую реализуемость данного эксперимента, обеспечить контроль над подготовкой необходимой аппаратуры — самого принтера и кювет для биоматериала — к условиям доставки на орбиту и полученных результатов — обратно. Помимо этого специалисты РКК «Энергия» организовали весь комплекс необходимых сертификационных процедур для такого рода оборудования в соответствии с действующими на МКС международными правилами по безопасности» — рассказал заместитель руководителя научно-технического центра РКК «Энергия» Дмитрий Сурин.
Уже изготовлено два комплекта аппаратуры. Один — опытный образец — уже прошел все необходимые наземные автономные испытания в «Энергии» и Институте медико-биологических проблем РАН. Второй — тренажерный образец — использовался в процессе подготовки членов экипажей: основного (Алексей Овчинин) и дублирующего (Олег Кононенко). Тренировки в ЦПК с участием специалистов «3D Биопринтинг Солюшенс» и РКК «Энергия» уже завершены, все замечания и предложения космонавтов будут учтены.
Третий — лётный — образец аппаратуры для эксперимента «Магнитный 3D-биопринтер» готовится к отправке на МКС осенью. Кюветы будут заправлены химическими реактивами, необходимыми для фабрикации и последующего фиксирования выращенного материала, а также биообразцами, из которых будет выстраиваться конечная структура. По итогам первого этапа эксперимента ученые планируют получить образцы размером в 2–3 мм. Планируется, что это будет хрящевая ткань человека и щитовидная железа грызуна.
Биологические образцы очень чувствительны к времени хранения, поэтому эксперимент необходимо начать непосредственно после прибытия космонавтов и аппаратуры на МКС. Результаты эксперимента должны вернуться на Землю зимой этого года. Встречать прибывшие с орбиты биообразцы будет специалист РКК «Энергия», который обеспечит их оперативную доставку биологам — заявителям эксперимента.
В дальнейшем биопринтер может использоваться как заявителями эксперимента, так и сторонними научными коллективами. Его назначенный срок службы — пять лет.
Говоря о принципе работы 3D-биопринтера, стоит отметить, что это название является довольно условным: у устройства нет никаких движущихся частей, и процесс выращивания материала происходит не аддитивно, то есть послойно, а с использованием «формативного» принципа, когда образец растёт в сильном магнитном поле в условиях микрогравитации. Внутри прибора установлены камеры GoPro, с помощью которых можно наблюдать за ходом эксперимента.
В перспективе эта методика может применяться для создания органов из доставленных на орбиту биоматериалов конкретных пациентов. У такого способа сразу два очевидных преимущества: не надо ждать, когда появится подходящий для пересадки донорский орган, и автоматически решается вопрос приживаемости. Еще одно возможное применение биопринтера — выращивание белковой пищи, например космического «фарша», который будет продолжать расти по мере его употребления.
Биофабрикацией по предлагаемой технологии можно заниматься и на Земле, однако такая установка была бы очень громоздкой и требовала бы значительных материальных и энергозатрат, — по некоторым оценкам, ее энергопотребление сравнимо с небольшим городом.

3D Bioprinting Solutions. Справка

3D Bioprinting Solutions – лаборатория биотехнологических исследований, основанная крупнейшей частной медицинской компанией в России INVITRO. Деятельность лаборатории – разработка и производство биопринтеров и материалов в области трехмерной биопечати, разработка новых технологий в биофабрикации.

Официально открытие лаборатории 3D Bioprinting Solutions состоялось 6 сентября 2013 г.

Соучредителями лаборатории являются один из основателей группы компаний ИНВИТРО, председатель наблюдательного совета лаборатории биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions, председатель совета директоров группы компаний ИНВИТРО — Александр Островский и управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions — Юсеф Хесуани

На сегодняшний день компания имеет международных партнеров, сотрудничает с ведущими институтами в России, а также учеными известных научных центров за рубежом.

Для работы лаборатории была полностью сформирована международная мультидисциплинарная команда ученых мирового уровня, инженеров, представителей менеджмента. Научным руководителем лаборатории стал один из признанных пионеров роботизированной биофабрикации, профессор инженерной школы Департамента химико-биологической инженерии государственного университета штата Вирджиния (США) Владимир Миронов.

Летом 2014 года был создан первый российский биопринтер собственной оригинальной конструкции и дизайна. Он получил название Fabion. Помимо инженерных решений было также разработано специальное программное обеспечение. Биопринтер компании 3D Bioprinting Solutions является одним из наиболее мультифункциональных биопринтеров в мире по возможности печати различными материалами.

К весне 2015 года в лаборатории был напечатан органный конструкт щитовидной железы мыши. Доклад о достижении лаборатории был представлен Владимиром Мироновым 7 марта 2015 года в Бразильском Национальном центре метрологии (INMETRO) недалеко от Рио-де-Жанейро, а после, 13 марта того же года, в Центре информационных технологий Ренато Арчер (CTI) в Бразилии.

Роскосмос

Экскурсия по лаборатории «3Д Биопринтинг Солюшенс»