Российский литограф поможет качественно выращивать искусственные органы

Специалисты из Московского физико-технического института создали инновационный отечественный литограф, который позволяет создавать трехмерные микроструктуры с элементами размером до 150 нм и разрешением 350 нм. С его помощью можно фильтровать клетки и создавать устройства или каркасы для выращивания искусственных биологических органов нужной формы, пишут «Известия».

Главный конструктор проекта, руководитель Конструкторского бюро оптической литографии Данила Колымагин пояснил, что для выращивания биоинженерных объектов, таких как искусственные органы, сначала создается каркасная система, на которую затем наносятся клетки, способные сформировать ткань. Для изготовления каркаса используется биосовместимый полимер. Конструкция позволяет оптимально размещать клетки для лучшего взаимодействия с белками или другими клетками. Это важно для выращивания различных биологических конструкций. Доцент Института биомедицинских систем НИУ МИЭТ Иван Пьянов подчеркнул важность качества биополимерных каркасов для искусственных органов. Новый литограф повысит эффективность 3D-биопечати этих каркасов. 

Устройство также позволяет создавать миниатюрные фильтры для разделения разных клеток в биологических субстанциях или различать здоровые и больные клетки. В эксперименте ученые исследовали, как мембраны разной формы пропускают и задерживают эмбриональные клетки почек человека.

Данила Колымагин сказал, что прибор может привести к прорыву в фотонике — науке, изучающей различные аспекты использования оптических сигналов. На принципах фотоники строятся лазеры, оптоволоконные сети, сенсоры и другое оборудование. Предложенный учеными проект позволяет объединить все эти компоненты на одном чипе с помощью полимерного оптоволокна, формируемого литографом. Новый литограф работает в режиме 3D-принтера и использует ультракороткие лазеры, что снижает стоимость и обслуживание.

Проект находится на завершающем этапе опытно-конструкторских работ. В апреле 2025 года запланированы государственные приемочные испытания. Ожидается, что разработка будет завершена в августе 2025 года, после чего начнется массовое производство литографов. Основными заказчиками станут научные центры и компании, работающие в области фотоники и биофотоники. Новый литограф заменит зарубежные, преимущественно немецкие, аналоги, используемые российскими специалистами. По мнению других специалистов, новый литограф также можно использовать для создания нейроинтерфейсов, а также органов на чипе. 

Специалисты из МИСИС создали биоаналоги живых тканей, которые вводятся в организм и принимают нужную форму для восстановления или лечения поврежденного органа. В мае 2023 года ученые РНХЦ им. Петровского представили биоразлагаемый каркас протеза для пациентов с расслоением аорты. В Курчатовском институте и РНЦХ создали биоразлагаемые спинальные кейджи.