Гидрогели для 3D-биопечати

Одним из перспективных направлений регенеративной медицины на сегодняшний день являются исследования в области технологий трехмерной печати функциональных органов, а также тканевых инженерных конструкций.

Идея биопринтинга принадлежит профессору В.А. Миронову, его первая публикация о биопечати органов вышла в 2003 году.

Технология 3D-биопринтинга биологических конструкций основана на принципе самосборки клеточных структур. При этом используется биосовместимая основа – специальные гидрогелевые подложки, способные обеспечить стабильность и жизнеспособность клеток, на которую накладываются в определенном порядке тканевые сфероиды, представляющие собой сгустки живых клеток. При таком слиянии клетки одного типа группируются вместе и образуются готовые части органа.

В последнее время полимерные гидрогели находят все большее применение в различных областях медицины и биотехнологии, благодаря своим уникальным свойствам. Гидрогели представляют собой сшитые полимерные сетки, способные удерживать большие количества воды. Их получают на основе гидрофильных природных или синтетических полимеров.

Сегодня все большее количество исследований направлено на формирование гидрогелей, имеющих биомедицинское приложение, а также получение «композитных» гидрогелей сложного состава с целью увеличения их эксплуатационных характеристик. Создаваемые гидрогели обладают все большим количеством полезных свойств, становятся более сложными и узкоспециализированными. Одним из направлений таких исследований является создание гидрогелей, которые можно использовать для биопечати.

К гидрогелям, применимым в 3D-биопринтинге, предъявляются следующие требования: высокая биосовместимость и адгезия, отсутствие токсичности. Такие гидрогели, как правило, должны иметь жесткую сетчатую либо пористую структуру, которая позволит исполнять роль механически плотной подложки, применимой для засевания стволовыми клетками, способствующей их пролиферации и дифференцировке.