В СамГМУ Минздрава России разработаны инновационные аллогенные биоматериалы для 3D-биопечати хрящевой и костной тканей, кожи и слизистых оболочек

Ученые Самарского государственного медицинского университета Минздрава России разработали уникальную линейку авторских гидрогелей, а также биочернила. Они будут использоваться в 3D-биопечати хрящевой и костной тканей, кожи и слизистых оболочек в реконструктивно-регенеративной медицине. Ученые убеждены, что эти инновации откроют новую эру персонализированной медицины, в которой поврежденные ткани будут не просто замещаться, а естественным образом восстанавливаться.

Инновационные материалы разработаны в Самарском банке тканей НИИ «БиоТех» Самарского государственного медицинского университета Минздрава России  по запатентованной технологии «Лиопласт»®. Биочернила и гидрогели предназначены для создания персонализированных решений в медицине. Так, в рамках проекта «Приоритет 2030» с использованием аллогенных биоматериалов ученые разрабатывают отечественные биопродукты для восстановления покровных, опорных и соединительных тканей. 3D-биопринтинг может быть интегрирован в клиническую практику для лечения пациентов.

Например, в травматологии с их помощью врачи смогут восстанавливать сложные переломы, заполняя дефекты костей персонализированными биопечатными имплантатами, которые ускоряют заживление и снижают риск отторжения.  В ортопедии технология позволит создавать анатомически точные хрящевые конструкты для суставов, замедляя развитие артроза у пациентов с дегенеративными заболеваниями.  В стоматологии станет возможной печать биоактивных мембран для направленной регенерации тканей при лечении пародонтита или восстановлении утраченных участков костной ткани и слизистых оболочек.  В офтальмологии биочернила помогут выращивать трансплантаты роговицы или конъюнктивы для пациентов с ожогами и травмами глаз, возвращая им зрение без риска иммунного отклика. 

Как отмечает старший научный сотрудник, заведующий лабораторией биопринтинга НИИ «БиоТех» Самарского государственного медицинского университета Минздрава России  Николай Рябов, главная особенность аллогенных биоматериалов заключается в их высокой биосовместимости, что минимизирует риск отторжения. Это выгодно отличает их от от ксеногенных и синтетических аналогов.

— Они обеспечивают идеальные условия для восстановления тканей, полностью отвечая принципам репаративной регенерации — процесса восстановления клеток, тканей и органов после травмы и в ходе различных патологических процессов. Аллогенные биоматериалы найдут широкое применение в травматологии, ортопедии, стоматологии, офтальмологии и других областях медицины. Их уникальность заключается в персонифицированном подборе компонентов. Это позволяет создавать биоматериалы, идеально соответствующие конкретному типу ткани или органа, а также решать сложные клинические задачи, которые ранее считались неразрешимым, — прокомментировал Николай Рябов.

Как отмечают ученые-разработчики, создание гидрогелей и биочернил проходит несколько этапов: от выбора источника и разработки технологии до физико-химических исследований и доклинических испытаний. Для достижения нужных свойств гидрогелей и биочернил используются передовые научные методы, включая технологию «Лиопласт»®, культивирование клеток и 3D-биопринтинг. Лежащее в основе технологии сочетание инноваций и доказанной эффективности открывает новые возможности в регенеративной медицине.

—  3D-биопечать представляет собой революционный подход, открывающий новые горизонты в регенеративной медицине и трансплантологии.  Она позволяет создавать трехмерные структуры с использованием живых клеток, что делает возможным воспроизведение тканей и органов для трансплантации. В будущем разработка новых технологий может повысить эффективность использования аллогенных материалов и уменьшить зависимость от донорских источников, — прокомментировал Лариса Волова директор НИИ «БиоТех» СамГМУ Минздрава России, руководитель Центра биомедицинских клеточных продуктов ЦК НТИ на базе СамГМУ Минздрава России. 

Ученые отмечают, что в ближайшее время акцент в их работе будет сделан на улучшение производственных процессов, расширение функционала продуктов и партнерство с научными учреждениями для разработки инновационных решений. Это позволит не только улучшить качество и функциональность биочернил и гидрогелей, но и расширить спектр их применения.

— Наша глобальная цель — создать стандартизированную линейку коммерческого биогеля и внедрить ее в клиническую практику. Безопасность и биосовместимость гидрогелей и биочернил обеспечивается многоуровневым контролем и строгими стандартами качества, включая доклинические и клинические испытания. В настоящее время развитие технологии 3D-биопечати требует преодоления технических, этических и регуляторных барьеров, но потенциал этого направления огромен. Мы находимся в начале этого пути, и впереди нас ждут новые открытия и достижения в области медицины, —  отметила  Лариса Волова.