ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОРЫВ В РЕГЕНЕРАТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ

В условиях современного ритма жизни человек испытывает значительное физическое и интеллектуальное напряжение, которое налагает нехороший отпечаток на его здоровье. Согласно статистическим данным ежегодно в мире выполняется 100 тысяч пересадок цельных органов и более 200 тысяч - тканей и клеток человека. В Российской Федерации за 2018 год была выполнена 2 191 трансплантация органов человека в год. Оценочное число пациентов, состоящих в листах ожидания трансплантации органов человека, в стране превышает 9 000 реципиентов. Также в России зарегистрировано более 12 млн случаев переломов костей, большинство из которых требуют костной пластики [1]. Острая нехватка донорских органов, доступных для трансплантации, длительность ожидания операции, срочность ее выполнения после изъятия органа, дороговизна традиционной пересадки и проблемы иммуносовместимости донорских тканей создают необходимые предпосылки для поиска альтернативных, более безопасных, экономичных и эффективных технологий. Очевидно, что решение данной проблемы путем биопечати является далеким будущим. Между тем замещение кожи, костной и хрящевой ткани является для ученых уже сейчас достижимой задачей.

Технология биопринтинга базируется на известном явлении направленной самоорганизации клеточных структур. Базовая методика биопринтинга аналогична уже хорошо отработанной технологии послойного формирования различных трехмерных объектов из металла, керамики или полимеров на основе виртуальной трехмерной компьютерной модели, только в качестве строительных блоков при этом используются живые клетки [2].

Каждая ткань в организме состоит из разных типов клеток. Необходимые клетки берут у пациента и затем культивируют до тех пор, пока их не станет достаточно для создания «биочернил», которые загружаются в принтер. Это не всегда возможно, поэтому для некоторых тканей берут стволовые клетки, которые способны становиться любой клеткой в организме [4]. При сращивании происходит существенное сокращение объема трансплантируемой ткани, что необходимо учитывать при «проектировании» органа.

Современные методы диагностики позволяют неинвазивно получать информацию о микроанатомии человека. Так, полученные при спиральной компьютерной томографии (КТ) или магниторезонансной томографии (МРТ) поперечные и продольные срезы любого участка тела позволяют судить о топографии органов и очаге заболевания. Дальнейшая компьютерная обработка данных обеспечивает создание трехмерных виртуальных моделей как отдельных органов и органных комплексов, так и организма человека в целом. Благодаря развитию аддитивных технологий 3D печати появилась возможность материализовать виртуальные 3D модели, применяя послойный принцип создания объектов [5].

Биопринтинг имеет много схожих характеристик с микропроцессорной и электронной индустрией, которые начали интенсивно развиваться лишь в результате систематического внедрения автоматизации и роботизации в производственные линии [3]. И в этом смысле речь идет о создании не только роботизированного биопринтера, но и целой технологической линии самосборки тканей и органов, чтобы сделать «производство органов» рентабельным.

Для этого сегодня имеются все необходимые предпосылки, и нет сомнений, что именно трехмерной печати органов предстоит в недалеком будущем сделать решающий, революционный прорыв в регенеративной медицине.

Список литературы:

1. Донорство и трансплантация органов в Российской Федерации. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/72173782/ (дата обращения: 12.11.2019)
2. Готье С.В. Современное состояние трансплантологии в России // Трансплантология. - 2012. - № 4. - С. 14-19.
3. Вслед за Создателем. Технологии биопринтинга. URL: https://scfh.ru/papers/vsled-za-sozdatelem-tekhnologii-bioprintinga/ (дата обращения: 01.11.2019)
4. Хенч Л., Джоунс Д. Биоматериалы, искусственные органы и инжиниринг тканей. - М.: Техносфера, 2007. - 304 с
5. Печать органов: как продвинулись технологии 3D-биопринтинга и что мешает их развитию. URL: https://rb.ru/longread/bioprinting/