В Харьковском национальном университете имени В. Н. Каразина работает биопринтер, с помощью которого ученые создают биоинженерные конструкции, воспроизводящие структуру человеческих тканей. Биопринтер выступает инструментом развития биомедицинской науки и современного образования. Он позволяет проводить исследования в области регенеративной медицины, реконструктивной хирургии и разработки средств для лечения травм. Эта технология открывает новые возможности для подготовки специалистов, которые будут работать на стыке биологии, инженерии и медицины. Деятельность научной лаборатории в Харькове важна для постепенного накопления знаний, необходимых для будущего развития медицины. Далее на ikharkovchanin.
Когда в Каразинском университете появился биопринтер
В сентябре 2025 года в лаборатории биомедицинских исследований «Karazin BioMed» установили швейцарский роботизированный биопринтер REGENHU R-GEN 200. Оборудование приобрели в рамках совместного проекта Министерства образования и науки Украины и Всемирного банка.
На момент запуска это был первый в Восточной Европе и 17-й в мире роботизированный биопринтер. Прибор изготовили по заказу университета с учетом потребностей исследователей. В комплектации биопринтера предусмотрено пять дозаторов, позволяющих работать с различными материалами и комбинировать несколько технологий печати.
Биопринтер стал частью лабораторного комплекса «Karazin BioMed», действующего на базе биологического факультета университета. Также в лаборатории есть оборудование для подготовки клеток, поддержания стерильных условий, культивирования биологического материала и проверки полученных материалов.
Что такое биопечать и как она работает
Технология биопечати
Биопечать — это технология послойного создания трехмерных структур из биологических материалов, полимеров и других компонентов, совместимых с живыми тканями. В отличие от обычного 3D-принтера, работающего преимущественно с пластиком или металлом, биопринтер может использовать живые клетки и специальные биоматериалы.
Процесс начинается с разработки цифровой модели будущей конструкции. На ее основе определяют форму, расположение слоев и материалы, необходимые для воссоздания конкретной ткани. Затем подготавливают компоненты для печати, а после создания конструкции исследуют ее свойства.
Живые клетки не способны самостоятельно сформировать сложную трехмерную структуру нужной формы. Поэтому для них создают специальную основу — своеобразный каркас из биополимеров. Он поддерживает форму конструкции и помогает клеткам прикрепляться, размножаться и взаимодействовать с материалом.
Работа лаборатории «Karazin BioMed»
В лаборатории «Karazin BioMed» применяют различные технологии формирования материалов. Благодаря этому можно создавать как тонкие покрытия, так и объемные структуры. Для контроля процесса используют программное обеспечение и специальные средства наблюдения.
Работа биопринтера — лишь один из этапов процесса. После печати биоинженерную конструкцию помещают в специальные условия, где она проходит этап созревания. В этот период клетки адаптируются, распределяются внутри материала и постепенно формируют структуру, аналогичную природной ткани. Затем образец проверяют с помощью микроскопов и лабораторных анализов.
Какие ткани можно создавать
Возможности биопринтера REGENHU R-GEN 200 охватывают несколько направлений биомедицинских исследований. В частности, на нем можно изготавливать биоинженерные конструкции, воспроизводящие отдельные свойства:
- Кожи. Такие конструкции исследуются как потенциальные средства для восстановления поврежденных участков кожного покрова, в том числе после ожогов и травм.
- Костной ткани. Биопечать позволяет создавать матрицы, способные поддерживать регенерацию поврежденной кости и взаимодействовать с клетками организма.
- Хрящевой ткани. Подобные разработки перспективны для исследований в области травматологии и ортопедии, в частности при повреждениях суставов из-за травм или болезней.
- Тканевых моделей роговицы глаза. Их можно использовать для изучения свойств глазных тканей и поиска возможных подходов к их восстановлению.
Кроме того, технологии биопечати могут применяться для создания специальных раневых покрытий и материалов, ускоряющих и улучшающих заживление ран.
Для создания конструкций используют природные и синтетические полимеры, биосовместимые металлы, керамику и живые клетки человека. Выбор компонентов зависит от назначения будущего изделия. При этом напечатанная конструкция не всегда является готовым медицинским изделием. После завершения печати ее всесторонне исследуют на предмет взаимодействия клеток с материалом, чтобы подтвердить безопасность и эффективность перед возможным применением в клинической практике.
Для чего биопринтер нужен медицине
Одна из главных перспектив биопечати — развитие регенеративной медицины, нацеленной на восстановление пораженных органов и тканей. В перспективе биоинженерные конструкции смогут помогать организму восстанавливать кожу, кости, хрящи и другие структуры после травм или тяжелых болезней.
Для Харькова и Украины в целом это направление имеет колоссальное значение из-за огромного числа людей, нуждающихся в лечении последствий ранений, ожогов и других травм, зачастую полученных в результате боевых действий.
Еще одним важным направлением медицинских исследований, которые можно осуществлять при помощи биопринтера ХНУ им. В. Н. Каразина, является тестирование фармацевтических препаратов. Биоинженерные модели тканей могут использоваться для изучения реакции клеток на различные вещества и предварительной оценки лекарственных средств. Это помогает ученым глубже понимать биологические процессы и определять перспективность новых препаратов.
Ученые университета также работают над тем, чтобы созданные конструкции максимально точно воспроизводили характеристики естественных тканей. Для этого необходимо анализировать не только форму изделия, но и жизнеспособность клеток, их пространственное распределение, способность к пролиферации и взаимодействие с биоматериалами, что также представляет собой фундаментальную задачу биологов.
Как работа студентов с биопринтером помогает готовить будущих специалистов
Оборудование «Karazin BioMed» создано не только для научных исследований, но и для образовательного процесса. Студенты и аспиранты имеют возможность знакомиться с передовыми технологиями биопечати, осваивать методы лабораторной работы и участвовать в реальных исследовательских проектах. Практика на таком комплексе объединяет знания по биологии, медицине, химии, физике и компьютерному моделированию.
Биопринтинг нуждается в специалистах, которые глубоко разбираются в свойствах клеток и материалов, уверенно владеют лабораторным оборудованием и умеют анализировать данные экспериментов. Доступ к современной исследовательской базе позволяет студентам приобретать ценный практический опыт еще во время учебы.
Лаборатория активно развивает междисциплинарное взаимодействие. К проектам могут подключаться специалисты по биологии, химии, физике и информационным технологиям — в частности, для создания моделей, позволяющих прогнозировать поведение биоинженерных конструкций во времени.
Развитие биопечати в Харькове наглядно демонстрирует, как университетская наука может способствовать поиску инновационных медицинских решений. В случае успеха эти лабораторные разработки станут фундаментом для будущих методов лечения травм, регенерации тканей и доклинического тестирования медикаментов.
Источники:
https://www.ukrinform.ua/rubric-society/4047947-stucna-skira-ta-kistka-so-vmie-bioprinter.html