На борту Международной космической станции российские космонавты успешно осуществили эксперимент, продемонстрировав возможность создания моделей полых органов, таких как кровеносные сосуды, при помощи 4D-биопринтера в условиях космической невесомости. Особенностью данного исследования является использование материалов с эффектом памяти формы, которые могли трансформироваться из плоских листов в трубчатые структуры под воздействием изменения температуры.
В конце 2018 года на МКС был доставлен магнитный 4D-биопринтер «Орган.Авт», разработка компании «3Д Биопринтинг Солюшенс» из России. С его помощью космонавт Олег Кононенко провёл ряд пионерских экспериментов, в том числе по созданию тканей щитовидной железы мыши и хрящей человека — это стало первым случаем такого рода в мире. Недавние испытания на создание аналогов трубчатых органов продолжают развивать научные исследования в области биофабрикации в космических условиях, укрепляя лидерские позиции России в этой сфере.
25 марта ракета «Союз МС-25» доставила на российский участок МКС специальные контейнеры для биопринтера, подготовленные специалистами «3Д Биопринтинг Солюшенс» и Университета МИСИС. В этих контейнерах размещались металл-полимерные пластины с клеточными слоями на поверхности, которые способны возвращаться к исходной форме после деформации под влиянием таких факторов, как температура, свет, влага или магнитное поле. Эти материалы отличаются от традиционных способностью к программированию желаемой формы и времени сохранения этой формы. Для эксперимента был задан определённый диапазон температур: при комнатной температуре пластины оставались плоскими, а при повышении до 36 градусов Цельсия они принимали трубчатую форму.
Эксперимент «Магнитная биофабрикация» на МКС провели Олег Кононенко и Марина Василевская, первая белорусская женщина-космонавт. Первый этап этого эксперимента включал в себя сворачивание конструкции в магнитном биопринтере. Далее планируется провести анализы на гистологическом и иммуногистохимическом уровнях, а также изучить морфологию созданных структур.
«Биомедицина сегодня — одна из перспективных быстрорастущих отраслей национальной экономики. Ученые Университета МИСИС в рамках стратегического проекта „Биомедицинские материалы и биоинженерия“ по программе „Приоритет 2030“ ведут исследования в области тканевой инженерии, биофизики, биопечати, новых технологий и материалов для медицины. Среди наших ключевых разработок, которые уже в ближайшем будущем помогут улучшить качество жизни людей, — спинальные кейджи, тканевой пистолет, нейропротезы и другие. Логичным продолжением развития проекта стало создание осенью 2023 года Института биомедицинской инженерии, одна из задач которого — проведение исследований, разработка и коммерциализация новых продуктов для биомедицины. Коллектив ученых под руководством директора Института, к.ф.-м.н. Федора Сенатова совместно с российскими и белорусскими космонавтами провел эксперимент по 4D-биопечати трубчатых органов в космосе. Успешно полученные результаты лягут в основу исследований по созданию искусственных тканей в условиях невесомости», — прокомментировала ректор Университета МИСИС Алевтина Черникова.
Партнерами НИТУ МИСИС по космическому эксперименту выступают: Госкорпорация Роскосмос, ПАО «РКК «Энергия», АО «ЦНИИмаш» и ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина», АО «Организация «Агат».