Учёные в России создали гидрогели для 3D-биопечати тканей
Учёные Пермского политеха и Балтийского федерального университета имени И. Канта разработали рецептуры гидрогелей для 3D-биопечати на основе коллагена медузы, семги, сельди и салаки. Авторы работы утверждают, что впервые в России адаптировали такое сырьё для биочернил с индивидуально подобранными режимами печати. Практический расчёт простой: заменить более дорогие и рискованные животные источники коллагена сырьём из морских организмов и отходов рыбной переработки.
Традиционно коллаген для биомедицины получают из тканей крупного рогатого скота и свиней. У такого материала есть ограничения, включая риск иммунного ответа, аллергию и требования к биобезопасности. Морской коллаген в научной литературе рассматривают как альтернативу из-за более низкой иммуногенности и близости структуры к человеческому коллагену, а также из-за доступа к сравнительно дешёвому сырью.
В эксперименте исследователи использовали коллаген, выделенный из медузы, семги, сельди и салаки, и смешивали его с альгинатом натрия в разных пропорциях. Для каждого вида гидрогеля команда отдельно подбирала скорость подачи материала и температуру печати. Качество оценивали по равномерности нанесения, сохранению формы после отверждения и способности формировать многослойные структуры.
После печати образцы проверили на упругость и прочность. Лучшие механические свойства показал гидрогель на основе коллагена медузы. Он же оказался самым технологичным при приготовлении. Авторы смогли напечатать как простые однослойные формы, так и многослойные конструкции, что делает материал пригодным для более сложных каркасов в тканевой инженерии.
Следующий этап связан с деградацией материала во времени. Для биопечати это главный прикладной вопрос: каркас должен сохранять форму достаточно долго для восстановления ткани и затем замещаться клетками организма. По данным Grand View Research, мировой рынок 3D-биопечати в середине десятилетия оценивается более чем в $2 млрд, а среди самых активных направлений остаются кожные, хрящевые и костные конструкции. На этом фоне работа российских групп укладывается в общий тренд на более дешёвые биочернила из нестандартного сырья, которым занимаются и лаборатории в Южной Корее, Китае и странах ЕС.
