ТАСС, 21 января. Сотрудники Московского политехнического университета (МПУ) разработали методику для выращивания и восстановления тканей и органов из гидрогелей. Специальное оборудование позволяет с помощью оптического метода контролировать процессы внутри гидрогелей при их 3D-биопечати и управлять ими, пишет пресс-служба вуза.
Применение гелей в биопечати - одно из перспективных направлений регенеративной медицины. В 3D-биопечати гидрогели используются в качестве основы, на которую в определенном порядке накладываются слои из живых клеток. После этого клетки одного типа группируются и образуют готовый орган. Гидрогели - биологически нейтральный материал, они могут восстанавливать структуру после механического разрушения или перехода из жидкого состояния в гелеобразное и обратно при нагреве.
"Уникальность полученных результатов состоит в том, что нами впервые было получено распределение поля температур в таком сложно структурированном материале, как гидрогель. Получены новые данные, на основе которых можно сформировать технологические параметры процессов печати, причем это данные по разным видам гидрогелей: агарозным, желатиновым, а также различным смесевым образцам на их основе", - рассказал руководитель проекта Николай Захаров.
Работа с гидрогелями, как пояснили в вузе, требует особых условий. Например, необходимо контролировать распределение теплоты в печатаемом объекте. Если сделать температуру выше определенных показателей, клетки внутри геля могут погибнуть. Кроме того, в процессе печати, который должен идти непрерывно, приходится многократно воздействовать на температуру геля, поскольку гель наносится на подложку печатающим устройством, зачастую охлаждаемую. И наконец, важно иметь возможность управления ростом клеток.
Разработанное в МПУ устройство для исследования гидрогелей представляет собой оптический комплекс, размещенный на специальной плите с автоматической системой вибрационной изоляции. Источником сканирующего излучения служит гелий-неоновый лазер с малой мощностью. Преимущество метода в том, что все происходящие изменения в объекте можно наблюдать в режиме реального времени.
Применение оптического метода позволяет ученым получить технологические параметры по температурным характеристикам и тепловым нагревам гидрогелей. В частности, увидеть, на какую глубину прогрелся гелевый материал и за какое время, а также изучить его теплофизические свойства. Как добавили авторы работы, особенность метода также в том, что он позволяет в бесконтактном режиме измерять температуру по всему объему используемого для биопечати геля.