Обсуждение космических программ
8,793,479
39,580
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 10:37:17 |
Успешное испытание 3D-биопринтера на борту МКС
новая дискуссия Новость 440https://www.roscosmos.ru/25829/
Успешное испытание 3D-биопринтера на борту МКС
Космонавт Роскосмоса Олег Кононенко, прибывший на Международную космическую станцию (МКС) 3 декабря 2018 года на транспортном пилотируемом корабле (ТПК) «Союз МС-11», начал проведение эксперимента по печати живых тканей на 3D-биопринтере. На данный момент уже получены первые результаты эксперимента — в условиях невесомости создан органный конструкт щитовидной железы мыши.
В декабре 2018 ткани и образцы, получившиеся в результате эксперимента, будут спущены на Землю, после чего начнется их исследование. В начале 2019 года результаты будут обнародованы.
3 декабря с космодрома Байконур был успешно осуществлен запуск ТПК «Союз МС-11», на котором находился магнитный 3D-биопринтер «Органавт», разработанный для проведения первого в мире эксперимента по печати живых тканей на орбите.
Проект «Магнитный 3-D биопринтер», в реализации которого участвуют «3Д Биопринтинг Солюшенс», госкорпорация «Роскосмос» и «Инвитро», начал свою работу в 2016 году. В рамках проекта был создан биопринтер для печати живых тканей и органных конструктов в условиях отсутствия гравитации.
ОТВЕТЫ (16)
|
slavae ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 17:03:44 |
Цитата: ЮрийР от 06.12.2018 10:37:17
Это ж сколько денег растратят эти шарлатаны, пока их не посадят..
|
|
ЮрийР ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 18:16:11 |
Цитата: slavae от 06.12.2018 17:03:44
Примерно 90% от того, сколько им дадут.
Но вот оставшиеся 10% могут внезапно дать Космосу тот смысл (обоснование не-связной и не-разведывательной космонавтики с коммерческим эффектом), которого так сейчас не хватает.
Могут не дать - останется пара диссертаций и данные, как себя ведут выращенные при микрогравитации ткани.
Но, это та самая реальная наука и реальный эксперимент, которые в принципе способны дать новые данные и возможные прорывы в технологиях.
Не будем делать - не будет вообще развития.
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 21:21:00 |
Цитата: slavae от 06.12.2018 17:03:44
Никто их не посадит. Вон лет пять назад Роскосмос гравицапу
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 22:05:27 |
Цитата: adolfus от 06.12.2018 21:21:00
Это хорошее подтверждение того факта, что никто толком не знает, чем там заниматься. Сколько там процентов экспериментов - медицинские? 80?
Напоминает старый анекдот про пользу владения автомобилем: за пару часов можно и на заправку успеть съездить, и на СТО...
|
|
Аладдин ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 23:43:14 |
|
|
iron-zorin ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 19:08:58 |
Цитата: Аладдин от 06.12.2018 23:43:14
Если что, я не о деньгах, а потери смыслов. Можете напомнить, когда последний раз на МКС что-то серьёзное произошло? Кроме надувного
Увы. В то время, когда Кеплеры успешно открывают, а марсоходы бороздят - на МКС просто летают.
|
Vick ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 23:36:03 |
Ну вот же – три де принтер испытали, но тут же вопли "шарлатаны! У сирот денежку разворовывают!"
Вы уж там определитесь,
|
|
slavae ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 00:08:25 |
Цитата: adolfus от 06.12.2018 21:21:00
Один раз достаточно для проверки. Проверили, успокоились – это самый лучший подход. Практическая проверка даёт окончательный результат.
Не вам.
А эти сейчас начнут мозга еть какие они суперизобретатели – сделали коллагеновый каркас уже аж в космосе, а то типа на земле не могли.
Вы вообще, понимаете, как работает организм? Железы те же? Нет? А как вы вообще представляете какую-то мешанину какой-то хрени, и чтоб она начала работать? Кровь вы как туда проведёте? Нет, не проведёте? Будете ходить с гниющей щитовидкой? И как обойдёте иммунку?
Да чёрт побери, ну хоть немного если знать, как работает организм, уже не будешь скидываться на шарлатанство. И это при том, что все мои знания – любительские.
|
сапёрный танк ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 00:31:04 |
Цитата: slavae от 07.12.2018 00:08:25
Вот именно, что знания поверхностные. Я после того как полежал многократно по больницам, получил группу, перестал пытаться рассуждать о медицине. Потому как всё течёт, всё меняется. А для врача особенно. Вот много ли вы знаете о кровезаменителях? А как живут ТЫСЯЧИ людей с чужими органами (с "обходом имунки")? Как выращивают новые зубы взрослым людям? А как Мулдашев вернул совершенно слепой женщине зрение (хреново, на уровне светло-темно, но тем не менее)?
|
|
LightElf ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 18:17:44 |
Цитата: slavae от 07.12.2018 00:08:25
Разные железы - по-разному. Например обнаруживают присутствие в крови/межклеточной жидкости некоторого вещества и начинают ударно производить другое вещество.
ЦитатаА как вы вообще представляете какую-то мешанину какой-то хрени, и чтоб она начала работать?
Почему какой-то хрени? Тех же самых клеток, взятых у самого пациента или у донора.
ЦитатаКровь вы как туда проведёте? Нет, не проведёте? Будете ходить с гниющей щитовидкой?
Сосудами, которые можно 1) напечатать 2) вырастить 3) использовать искусственные 4) использовать родные
ЦитатаИ как обойдёте иммунку?
Можно 1) подавить иммунную систему 2) взять родные для организма клетки, размножить их в пробирке, напечатать из них орган и воткнуть на место поврежденного
PS. Что из всего этого получится - пес его знает. Но, на мой дилетантский взгляд, выглядит перспективно.
|
|
Игорь_ ( Слушатель ) |
| 07 дек 2018 10:17:17 |
Цитата: slavae от 06.12.2018 17:03:44
А наука она такая, только жрет деньги. Поэтому и финансируется или государством или крупными корпорациями.
|
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 21:18:47 |
Цитата: ЮрийР от 06.12.2018 10:37:17
Интересно, что подается на вход этого принтера в виде материала?
|
|
basilevs ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 22:25:35 |
Цитата: adolfus от 06.12.2018 21:18:47
Гель с клетками. Пока работает только с клетками одного типа - поэтому и говорится, что печатает не орган, а конструкт органа. Исходя из принципа работы понятно, почему ему нужна невесомость или хотя бы микрогравитация. Есть подробная информация на сайте разработчика:
Цитата3D Bioprinting Solutions в 2013 году основал Александр Островский, владелец “Инвитро”. Компания специализируется на разработке технологий трехмерной биопечати и в будущем планирует дойти до испытаний in situ — в буквальном смысле чинить поврежденные ткани прямо в живом организме.
https://nplus1.ru/material/2018/08/16/3dbioprinting
ЦитатаВ октябре этого года на Международную космическую станцию отправится магнитный биопринтер, который в условиях невесомости изготовит несколько конструктов щитовидки и хрящей. Казалось бы, кого сегодня может удивить 3D-печать: ездит туда-сюда печатающая головка и слой за слоем аккуратно превращает трехмерную модель в осязаемый объект. Увы, послойное моделирование годится только для Земли, а стоит попасть в невесомость, как эта технология становится практически бесполезной. Причем неважно, чем вы печатаете: пластиком, живыми клетками, глиной, шоколадом, чаем или даже стеклом, — ваши чернила, скорее всего, соберутся в единый ком, висящий на экструдере.
Чтобы понять, как же все-таки возможна трехмерная биопечать в условиях микрогравитации, мы отправились в 3D Bioprinting Solutions — это дочерняя компания всем известной «Инвитро», и именно здесь создан «Орган.Авт» — устройство, которое уже этой осенью отправится на МКС и станет первым космическим магнитным биопринтером.
Стоит сразу оговориться, что речь все-таки еще не идет о печати полноценных органов — у них зачастую очень сложная структура и технологически до такого уровня мы пока не дошли. Вместо этого современный 3D-биопринтер создает конструкт — фактически, это объект из клеток одного типа, которые какое-то время живут единым «куском» и даже работают. Конструкты подходят для того, чтобы отрабатывать технологии создания многоклеточных объектов и изучать, как себя ведут отдельные клетки.
Первый принтер, созданный специалистами 3D Bioprinting Solutions, назывался FABION — это устройство, которое выглядит, как обычный 3D-принтер, но на самом деле он гораздо сложнее и может печатать гидрогелем и тканевыми сфероидами, о которых мы расскажем чуть ниже. С помощью этого принтера исследователи напечатали конструкт щитовидной железы мыши, который потом подсадили животному — конструкт прижился и даже начал работать как настоящая щитовидка.
Несмотря на успешный эксперимент, у такого подхода есть и минусы — печать все-таки идет не только клетками, в качестве несущей массы используется гидрогель, что не всегда удобно. К тому же использование дополнительного вещества в качестве основы для печати снижает концентрацию клеток в конструкте. В этом случае ставшее уже «лишним» вещество после печати просто мешает клеточной культуре — клетки хуже взаимодействуют друг с другом.
Здесь на помощь ученым пришли тканевые сфероиды — это конгломераты клеток диаметром в пару сотен микрометров, которые в таком виде можно использовать в качестве сырья как для аддитивного (послойного) производства, так и для формативного — когда объект формируется сразу со всех сторон.
Чтобы получить тканевые сфероиды, клетки выращивают не в чашках Петри, а в специальных планшетах, в которых расположены полусферические ячейки с неадгезивной поверхностью. Клетки, разрастаясь в таких лунках, не могут расти просто плоским блином и в итоге налипают друг на друга, превращаясь в небольшие комочки, в каждом из которых от четырех до восьми тысяч живых клеток.
Тканевыми сфероидами сегодня печатают всего несколько принтеров в мире, и одним из них стал FABION 2 — доработанная версия первого принтера 3D Bioprinting Solutions. Чтобы сфероиды не слипались внутри принтера и не забивали сопло, была разработана специальная турникетная печатающая головка, которая физически преграждает путь лишним сфероидам и позволяет подавать их на выход поштучно.
FABION 2 до сих пор используется в лаборатории, в нем установлено шесть печатающих головок (одна сфероидная, два шприца для печати гидрогелями, спрей для полимеризации и префлоу-головка для сложных материалов, которые нужно смешивать из составляющих непосредственно при печати). Тем не менее, это по-прежнему аддитивная технология производства — конструкт печатается послойно, что подходит только для привычных нам земных условий (конечно, на самом деле есть способы реализовать послойную печать в невесомости, но они приводят к усложнению процесса печати).
«Орган.Авт» — именно так называется устройство, которое помогло 3D Bioprinting Solutions перейти от аддитивных технологий к формативным. Это принципиально другой подход к созданию объектов из живых клеток — не нужны печатающие головки и поддерживающие конструкции вокруг создаваемого объекта. 3D-биопринтер не наращивает конструкт послойно, а формирует его из тканевых сфероидов сразу со всех сторон с помощью технологии магнитной левитации. По сути, это коробка с магнитами, в которую вставляется кювета с тканевыми сфероидами, плавающими в гидрогеле. Перед началом работы в кювету впрыскивается парамагнетик, который обычно используется как контраст в магнитно-резонансной томографии, после чего включаются магниты и парамагнетик за 30 секунд выталкивает все сфероиды в центр кюветы.
Первый прототип «Орган.Авт» сам был напечатан из пластика на обычном 3D-принтере и рассчитан всего на одну кювету. На МКС же отправится последняя версия биопринтера, которая работает с шестью кюветами одновременно, в нем предусмотрена подсветка и даже есть смотровые окошки, в которые вставляются камеры GoPro.
В июле представители 3D Bioprinting Solutions провели в Звездном городке обучение космонавтов в ходе двух лекций и двух практических занятий, а уже 11 октября «Орган.Авт» и набор экспериментальных кювет отправятся на орбиту. Внутри кювет будут тканевые сфероиды, зафиксированные с помощью специального геля, который застывает при нагреве и разжижается при комнатной температуре.
На станции космонавты с помощью «Орган.Авт» сформируют конструкты хряща и щитовидной железы — после включения биопринтера его поставят в инкубатор, чтобы стянутые в центр сфероиды срослись друг с другом и дозрели до состояния единого конструкта. Затем в кюветы впрыснут формальдегид и в конце октября отправят обратно на Землю для изучения в лаборатории. Сам «Орган.Авт» останется на МКС, и его в дальнейшем смогут использовать для своих экспериментов и другие исследовательские организации.
Печать в космосе — только начало. В 3D Bioprinting Solutions уже работают над магнитно-акустическим биопринтером. В таком принтере магниты отвечают за одну ось, а акустические излучатели — за две другие, при этом форма кюветы влияет на акустическое воздействие, но это решается калибровкой системы. Благодаря такой гибридной технологии формируемый ком можно сдвигать в сторону, и принтер вместо единой «тефтели» может формировать более сложные структуры.
Пока что у разработчиков получается только вытянутый отрезок из тканевых сфероидов, но в перспективе отрезок можно будет замкнуть в кольцо, а потом из таких колец формировать действительно сложные структуры, например кровеносные сосуды.
Не лишним будет упомянуть, что кроме печати в условиях невесомости в лаборатории работают и по другим направлениям. Одно из самых примечательных — печать in situ, то есть прямо в живом организме. Предполагается, что в будущем можно будет чинить пострадавший орган прямо в живом организме с помощью роборуки, на конце которой установлена печатающая тканевыми сфероидами головка.
Пока что это только идея, реализованная в общем виде на базе манипулятора FANUC, но в будущем исследователи планируют доработать технологию и протестировать ремонт тканей in situ — например, смоделировать хрящевой дефект у живого барана и попытаться его залатать хондроцитами.
В общем, если эксперименты в космосе и на Земле увенчаются успехом, то в будущем космонавты смогут и коленный сустав починить, и новую щитовидную железу напечатать, а то и бургер съесть — для производства мяса формативная 3D-печать тоже отлично подходит.
|
|
slavae ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 23:32:13 |
Цитата: basilevs от 06.12.2018 22:25:35
Шарлатаны. Наверняка это коллаген. Просто моют мозги умными словами. Как можно печатать клетками? Как вообще клетки отдельно от организма могут жить? Обмен веществами, очистка - как это? Как энергия поступает для работы?
Да чушь собачья.
|
|
basilevs ( Слушатель ) |
| 06 дек 2018 23:52:22 |
Цитата: slavae от 06.12.2018 23:32:13
Ну, Invitro - серьёзная компания. Одна из крупнейших у нас на рынке медицинских анализов. Это у них дочерняя компания - типа стартап под эксперименты. Новость о биопринтере есть на официальном сайте Инвитро.
Что до жизни клетки вне организма - прекрасно всё. В питательном растворе живут неплохо. Большинство клеток нашего организма - нормальные такие эукариоты. В "дикой природе", конечно, не конкуренты стафилококкам, но в спец-среде вполне живучи.
|
GeorgV ( Слушатель ) |
| 10 дек 2018 12:43:30 |
Цитата: slavae от 06.12.2018 23:32:13
О клеточных культурах слышали, когда-нибудь? Если нет, то пора бы, уже лет 100 как делают