У Харківському національному університеті імені В. Н. Каразіна працює біопринтер, за допомогою якого науковці створюють біоінженерні конструкції, що відтворюють структуру людських тканин. Біопринтер є інструментом розвитку біомедичної науки та сучасної освіти. Він дає змогу проводити дослідження з регенеративної медицини, реконструктивної хірургії та розроблення засобів для лікування травм. Ця технологія відкриває нові можливості для підготовки фахівців, які працюватимуть на перетині біології, інженерії та медицини. Робота наукової лабораторії у Харкові важлива для поступового накопичення знань, необхідних для майбутнього розвитку медицини. Далі на ikharkovchanin.
Коли в Каразінському університеті з’явився біопринтер
У вересні 2025 року в лабораторії біомедичних досліджень “Karazin BioMed” встановили швейцарський роботизований біопринтер “REGENHU R-GEN 200”. Обладнання придбали в межах спільного проєкту Міністерства освіти і науки України та Світового банку.
На момент запуску це був перший у Східній Європі та 17 у світі роботизований біопринтер. Прилад виготовили на замовлення університету з урахуванням потреб дослідників. У комплектації біопринтера є п’ять дозаторів, які дають змогу працювати з різними матеріалами та поєднувати кілька технологій друку.
Біопринтер став частиною лабораторного комплексу “Karazin BioMed”, що діє на базі біологічного факультету університету. Також у лабораторії є обладнання для підготовки клітин, підтримання стерильних умов, культивування біологічного матеріалу та перевірки отриманих матеріалів.
Що таке біодрук і як він працює
Технологія біодруку
Біодрук — це технологія пошарового створення тривимірних структур із біологічних матеріалів, полімерів і інших компонентів, сумісних із живими тканинами. На відміну від звичайного 3D-принтера, який переважно працює з пластиком або металом, біопринтер може використовувати живі клітини та спеціальні біоматеріали.
Процес починається з розроблення цифрової моделі майбутньої конструкції. На її основі визначають форму, розташування шарів і матеріали, необхідні для відтворення певної тканини. Далі готують компоненти для друку, а після створення конструкції досліджують її властивості.
Живі клітини не можуть самостійно утворити складну тривимірну структуру потрібної форми. Тому для них створюють спеціальну основу — своєрідний каркас із біополімерів. Він підтримує форму конструкції та допомагає клітинам прикріплюватися, розмножуватися й взаємодіяти з матеріалом.
Робота лабораторії “Karazin BioMed”
У лабораторії “Karazin BioMed” використовують різні технології формування матеріалів. Завдяки цьому можна створювати як тонкі покриття, так і об’ємні структури. Для контролю процесу застосовують програмне забезпечення та спеціальні засоби спостереження.
Робота біопринтера один з етапів роботи. Після нього біоінженерну конструкцію поміщають у спеціальні умови, де вона проходить дозрівання. На цьому етапі клітини адаптуються, розподіляються всередині матеріалу та поступово формують структуру, подібну до природної тканини. Потім зразок перевіряють за допомогою мікроскопів і лабораторних досліджень.
Які тканини можна створювати
Можливості біопринтера “REGENHU R-GEN 200” охоплюють кілька напрямів біомедичних досліджень. Зокрема, на ньому можна виготовляти біоінженерні конструкції, що відтворюють окремі властивості:
- Шкіри. Такі конструкції досліджують як потенційні засоби для відновлення пошкоджених ділянок шкіри, зокрема після опіків і травм.
- Кісткової тканини. Біодрук дає змогу створювати основи, які можуть підтримувати відновлення пошкодженої кістки та взаємодіяти з клітинами організму.
- Хрящової тканини. Подібні розробки перспективні для досліджень у травматології та ортопедії, зокрема у випадках пошкодження суглобів через травми та хвороби.
- Тканинних моделей рогівки ока. Їх можна використовувати для вивчення властивостей тканин ока та дослідження можливих підходів до їх відновлення.
Крім того, технології біодруку можуть застосовуватися для виготовлення спеціальних покриттів і матеріалів, які досліджують пришвидшення та покращення загоєння ран.
Для створення конструкцій використовують природні й синтетичні полімери, біосумісні метали, кераміку та живі клітини людини. Вибір компонентів залежить від призначення майбутнього виробу. Водночас надрукована конструкція не обов’язково є готовим медичним виробом. Після друку її перевіряють і досліджують взаємодію клітин із матеріалом, щоб підтвердити безпечність і ефективність перед застосуванням у клінічній практиці.
Для чого біопринтер потрібен медицині
Одна з головних перспектив біодруку — розвиток регенеративної медицини, яка спрямована на відновлення пошкоджених тканин. У майбутньому біоінженерні конструкції можуть допомагати організму людини відновлювати шкіру, кістки, хрящі та інші тканини після травм або захворювань.
Для Харкова й України загалом цей напрям має особливе значення через велику кількість людей, які потребують лікування наслідків поранень, опіків і інших різноманітних травм часто отриманих внаслідок бойових дій.
Ще одним важливий напрямом медичних досліджень, які можна проводити за допомогою біопринтера ХНУ ім. В. Н. Каразіна є випробування фармацевтичних препаратів. Біоінженерні моделі тканин можуть використовуватися для вивчення реакції клітин на різні речовини та попереднього тестування лікарських засобів. Це допомагає дослідникам краще розуміти біологічні процеси й оцінювати перспективність нових розробок.
Науковці університету також працюють над тим, щоб створені конструкції якомога точніше відтворювали властивості природних тканин. Для цього потрібно перевіряти не лише форму виробу, а й життєздатність клітин, їхнє розташування, здатність до розмноження та взаємодію з біоматеріалами, що також є важливим напрямом біологічних досліджень для вчених.
Як робота студентів з біопринтером допомагає готувати майбутніх фахівців
Обладнання “Karazin BioMed” призначене не тільки для досліджень, а й для навчання. Студенти та аспіранти можуть знайомитися з технологіями біодруку, опановувати лабораторні дослідження та долучатися до наукових проєктів. Робота з таким комплексом поєднує знання з біології, медицини, хімії, фізики та комп’ютерного моделювання.
Біопринтинг потребує фахівців, які розуміють властивості клітин і матеріалів, уміють працювати з лабораторним обладнанням та аналізувати результати експериментів. Тому доступ до сучасної дослідницької бази дає студентам змогу здобувати практичний досвід ще під час навчання.
Лабораторія розвиває співпрацю між різними науковими напрямами. До досліджень можуть долучатися фахівці з біології, хімії, фізики та комп’ютерних технологій, зокрема для створення моделей, які допомагають прогнозувати зміни біоінженерних конструкцій у часі.
Розвиток біодруку у Харкові демонструє, як університетська наука може долучатися до пошуку нових рішень для медицини. Якщо дослідження будуть успішними, створені в лабораторії технології зможуть стати основою для майбутніх розробок у лікуванні травм, відновленні тканин і тестуванні лікарських засобів.
Джерела:
https://www.ukrinform.ua/rubric-society/4047947-stucna-skira-ta-kistka-so-vmie-bioprinter.html