Медицина будущего: искусственные органы, «умные» протезы, неинвазивные гаджеты
Детские протезы с встроенными рогатками, датчики сахара, с которыми больным диабетом не нужно каждый раз прокалывать кожу, консультации врачей за тысячи километров от больных и напечатанная на 3D-принтере кожа - все это возможно уже сегодня.
В четверг 18 октября в Санкт-Петербурге пройдет третья конференция «Будущее медицины», организованная медицинской компанией ИНВИТРО. Российские биотехнологические и медицинские компании представят свои последние разработки, а специалисты обсудят самые перспективные направления развития медицинских технологий, в том числе и те, которые уже облегчают жизнь врачам и пациентам. О некоторых из них нам рассказали участники конференции. Читателям «Популярной механики» — скидка 20% на билет по промокоду popmeсh.
Биопринтинг: печать органов и тканей «на заказ»
Этой осенью к МКС отправится космический корабль «Прогресс» с необычным грузом — российским био-3D-принтером для печати в условиях микрогравитации.
На Земле биоматериалы используют для трехмерной печати уже довольно успешно. Вместо чернил картридж 3D-принтера заполняют сфероидами — конгломератами живых клеток; принтер наносит их на подложку из биосовместимого материала слой за слоем — и получаются ткани и даже органы, во многом аналогичные живым. Напечатанные ткани уже активно применяются в трансплантологии: с помощью созданной таким способом ткани можно, например, закрыть даже большой ожог. Есть успехи и в печати хрящевой ткани, которую затем можно использовать для лечения поврежденных суставов. Печатью хрящевых шариков занимается швейцарская компания Codon; с использованием их технологии проведено уже 12 тысяч операций. У напечатанной из клеток хозяина ткани есть большой плюс — иммунная система воспринимает ее как свою, поэтому риск отторжения очень мал.
С печатью органов все обстоит сложнее: живой орган состоит из многих разновидностей клеток, и их последовательность и связи друг с другом, очень важные для работы органа, воссоздать сложнее, чем напечатать материал, состоящий из клеток одного типа. Некоторые успехи есть и на этом направлении — правда, пока речь идет не о целых органах, а о конструктах — упрощенных аналогах, которые, однако, справляются с работой естественных прототипов. Американская биотехнологическая компания «Органово» занимается печатью небольших фрагментов человеческой печени, при этом в картридж заправляют не один, а три типа клеток; в Корнельском университете напечатали из клеток хряща и кожи человеческое ухо. Пересаживать ни людям, ни животным пока не пробовали — но напечатанные аналоги вполне годятся для того, чтобы тестировать на них лекарства.
Напечатанные ткани и органы — не единственная сфера применения биопринтинга. С помощью 3D-печати можно, кроме шуток, делать котлеты, послойно собирая их из конгломератов животных мышечных клеток. Дизайнеры экспериментируют с добавлением живых клеток в ткань (не в биологическую, а в текстиль) — так создают дышащую одежду для спортсменов. В России 3D-биопринтингом успешно занимается компания 3D Bioprinting Solutions — ее специалисты недавно опробовали технологию печати железистой ткани и напечатали конструкт мышиной щитовидной железы, которая работает как живая — в ней идет синтез гормонов. Ученые возлагают на 3D-биопринтинг органов большие надежды: если технологию удастся реализовать для целых органов, человечество решит проблему дефицита донорских органов; это позволит спасать тысячи жизней каждый год.
Уже этой осенью эксперимент по печати конструкта железы мыши повторят в неземных условиях — на борту Международной космической станции, где в отсутствие земного притяжения сфероиды клеток попробуют удержать вместе сильным магнитным полем. После завершения эксперимента принтер останется на станции и на нем смогут работать не только российские, но и зарубежные астронавты; специалисты 3D Bioprinting Solutions предполагают, что там можно будет выращивать как человеческие ткани и органы, так и космические бифштексы.