НОВОСТИ. Хирургия
Распустить роборуки: 3D-биопечать на коже улучшит заживляемость ран
![Распустить роборуки: 3D-биопечать на коже улучшит заживляемость ран Распустить роборуки: 3D-биопечать на коже улучшит заживляемость ран](up/article/big/file_63309_8117232.png)
Смогут ли новые покрытия сравняться по качеству и функционалу с естественными тканями организма.
Ученые разработали новую технологию ЗD-биопечати кожных покровов для лечения ран непосредственно на пациенте. Такая операция производится с помощью усовершенствованной роборуки — шарнирного манипулятора, а в качестве «чернил» используется биовещество с содержанием живых клеток. Для реализации технологии специалисты оснастили устройство специальными насадками, датчиками и контроллерами и разработали необходимое программное обеспечение.
Эксперты предполагают, что метод будет эффективен при лечении ран со сложной геометрией, ожогов и хронических дефектов кожи.
Печать на коже
Ученые в НИТУ МИСИС разработали технологию лечения ран и других дефектов кожи методом 3D-биопечати. Он осуществляется непосредственно на теле пациента. В качестве «чернил» ученые используют гидрогель с живыми клетками и питательными веществами для них. А в качестве печатного устройства применяют роборуку — шарнирный манипулятор с шестью степенями свободы, который был особым образом усовершенствован.
Доработки, сделанные учеными, включают в себя комплекс устройств, позволяющих наносить биовещество на поверхность равномерно и безопасно. В том числе сканер для создания трехмерной модели раны и контроллер, который отслеживает мельчайшие изменения состояния поверхности для печати. Они, в частности, могут быть спровоцированы дыханием, мышечными судорогами и другими непроизвольными движениями пациента. Кроме того, установка оснащена устройством, которое позволяет точно дозировать объем субстанции.
Вместе с тем ученые разработали специальную программу, которая позволяет оборудованию самостоятельно выстраивать правильную траекторию движения манипулятора и осуществлять процесс нанесения нового покрытия на рану без участия оператора.
— Преимущество нового метода по сравнению с печатью на обычном стационарном биопринтере заключается в том, что нанесение биовещества производится непосредственно в поврежденную область. В дальнейшем организм человека становится своеобразным биореактором, который доращивает нанесенные на него клетки, — рассказал «Известиям» один из разработчиков технологии, инженер Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Александр Левин.
Он добавил, что важная особенность метода 3D-биопечати на месте состоит в том, он учитывает рельеф раны. В результате укладываемое биовещество плотно прилегает к тканям организма и хорошо срастается с ними. При этом капилляры (мельчайшие кровеносные сосуды) опутывают новый кожный покров и включают его в общую систему обмена веществ.
При этом ученый уточнил, что в «чернилах» для 3D-биопечати используют собственные клетки пациента, которые нужно заранее получить и успеть вырастить. Поэтому метод будет востребован при лечении ран, которые требуют длительной медицинской терапии. Например, термических и химических ожогов. Также он поможет при врачевании кожных хронических заболеваний, таких как кожные язвы или экземы.
Еще технологию можно применять в системах, где предварительно накоплены банки клеточных материалов возможных пациентов. Например, на судах дальнего следования, в длительных экспедициях в Арктике, в космосе, в подводном мире и других подобных случаях.
Интуитивно понятно
Ученый также отметил, что предложенная технология позволяет избавиться от установок для отдельного выращивания новых кожных покровов и оборудования для хранения напечатанного биоизделия и его транспортировки.
— Еще одно достоинство роборуки в том, что она занимает мало места. При необходимости ее можно свернуть и убрать в уголок. Поэтому такую установку можно без особых сложностей разместить в операционном блоке в качестве одного из приборов, который помогает врачу. Также можно представить ее в составе мобильного быстровозводимого госпиталя, — сообщил Александр Левин.
Он добавил, что технология разрабатывалась таким образом, чтобы выполнить операцию по 3D-печати клеток смог обычный специалист. То есть всё оборудование интуитивно понятно.
В настоящий момент, по словам Александра Левина, научная команда исследует возможности внедрения в технологию алгоритмов искусственного интеллекта. Это даст возможность быстрее и точнее определять параметры раны и правильнее предсказывать микродвижения пациента во время операции.
— Предложенный метод поддерживает естественные химические и биофизические сигналы в организме, что способствует скорости и эффективности восстановления поврежденного участка кожи. Кроме того, он исключает этапы хранения, транспортировки и обработки биологического материала, которые содержат опасность его загрязнения и инфекционного заражения. Поэтому технология видится перспективной, — рассказала «Известиям» научный сотрудник Федерального центра мозга и нейротехнологий Вероника Усатова.
Она отметила, что главная сложность 3D-биопечати на месте заключается в изготовлении структур на сложных поверхностях, подверженных движениям и возмущениям. В своей работе ученые продемонстрировали успешное решение этого ограничения.
Сложности внедрения
— Благодаря биопечати прямо в области раны «созревание» тканеинженерной конструкции будет происходить прямо в организме человека. Это позволит сократить время подготовки напечатанной конструкции в лаборатории. Обычно это занимает несколько недель, — полагает директор Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского университета Минздрава РФ Петр Тимашев.
Вместе с тем эксперт отметил проблемы, связанные с реализацией этой технологии. По его словам, в настоящий момент остаются актуальными вопросы воссоздания сложных структур кожи, таких как сальные и потовые железы, волосы, которые необходимы для полного восстановления функции покровов.
— На данный момент вырастить полноценную кожу в лаборатории не получается. Есть хорошие результаты кожным эквивалентам — это гидрогелевые пласты, которые содержат различные клетки кожи. Но это не полноценная кожа, а ее заготовка, — считает руководитель Центра превосходства персонифицированной медицины Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Альберт Ризванов.
Он пояснил, что на практике специалисты пока просто наносили такие гидрогели с клетками вручную. В работе ученых продемонстрирована возможность создания роботизированной системы, которая, безусловно, позволит это делать более точно, отметил эксперт. Вместе с тем он выразил надежду, что разработчикам удастся сделать приемлемую стоимость оборудования при внедрении технологии в широкую практику.
— Сложность внедрения в клиническую практику технологий 3D-биопечати состоит в том, что требуется сертификация всех ее составляющих по отдельности. Это и биопринтер как медицинский прибор. И материал для печати (в ряде случаев он регистрируется в качестве фармацевтической субстанции). И, кончено, клеточный материал, — пояснил «Известиям» управляющий партнер лаборатории биотехнических исследований 3D Bioprinting Solutions Юзеф Хесуани.
При этом он напомнил, что согласно закону «О биомедицинских клеточных продуктах» с апреля 2024 года государственная регистрация таких субстанций, произведенных в медицинском учреждении непосредственно для конкретного пациента, будет не нужна. Данные изменения в законодательстве, возможно, приведут к положительной динамике внедрения и использования тканеинженерных конструкций, считает эксперт.
Ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова, в свою очередь, отметила, что разработки ученых опираются на отечественное оборудование и технологии. В том числе один из самых сложных элементов предложенной технологии — роборука — создан российскими биоинженерами. По ее словам, это придает уверенности в успешной реализации проекта.
![](images/calendar.png)
Читайте также
![Хирургам МЦ «Наири» удалось сохранить селезенку при большой аневризме селезеночной артерии. nairimed.com Хирургам МЦ «Наири» удалось сохранить селезенку при большой аневризме селезеночной артерии. nairimed.com](up/article/small/file_64189_3157966.png)
В медицинском центре «Наири» успешно выполнена лапароскопическая операция по удалению аневризмы селезеночной артерии больших размеров с сохранением селезенки...
![](images/calendar.png)
![Уникальный случай в хирургии. erebunimed.com Уникальный случай в хирургии. erebunimed.com](up/article/small/file_64090_2902364.jpg)
26-летняя Анаит Саакян поступила в отделение реанимации медицинского центра "Эребуни" в крайне тяжелом состоянии, с критическими показателями- практически без сознания...
![](images/calendar.png)
![Российские медики впервые использовали биостекло для восстановления черепа ребенку Российские медики впервые использовали биостекло для восстановления черепа ребенку](up/article/small/file_63859_1262403.jpg)
Нейрохирурги Европейского медицинского центра (ЕМС) впервые в России выполнили операцию по реконструкции черепа с использованием индивидуального имплантата из...
![](images/calendar.png)
![«Мы уже в будущем»: нейрохирург в Петербурге провел редкую операцию «Мы уже в будущем»: нейрохирург в Петербурге провел редкую операцию](up/article/small/file_63660_8587804.jpg)
В Петербурге нейрохирург Мануковский провел редкую операцию по удалению опухоли
В Санкт-Петербурге директор НИИ скорой помощи, врач-нейрохирург Вадим Мануковский провел...
![](images/calendar.png)
![В России научились применять бифидобактерии для заживления ран В России научились применять бифидобактерии для заживления ран](up/article/small/file_63622_625068.jpg)
Ученые Тюменского медицинского университета (ТМУ) исследовали влияние продуктов вторичного метаболизма бифидобактерий (Bifidobacterium bifidum) на свойства клеток кожи человека. По их словам, они установили...
![](images/calendar.png)
![Послеоперационное восстановление лицевого нерва. nairimed.com Послеоперационное восстановление лицевого нерва. nairimed.com](up/article/small/file_63619_6037040.png)
Лицевой нерв иннервирует мимические мышцы.
Поражение лицевого нерва представляет собой неврологическую проблему...
![](images/calendar.png)
![Новое антибактериальное покрытие для имплантатов уменьшит риски осложнений после операций Новое антибактериальное покрытие для имплантатов уменьшит риски осложнений после операций](up/article/small/file_63604_9476489.jpg)
Ученые Университета МИСИС представили новое покрытие для имплантатов, которое способно предотвратить развитие инфекций после операций. В основе разработки лежит использование внешнего рентгеновского воздействия...
![](images/calendar.png)
![Очки для хирургов c эффектом рентгеновского зрения зарегистрировал резидент «Сколково» Очки для хирургов c эффектом рентгеновского зрения зарегистрировал резидент «Сколково»](up/article/small/file_63587_6418575.jpg)
Компания «Меджитал», резидент «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ), получила регистрационное удостоверение на навигационную систему для хирургии «Меджитал вижн», основанную на использовании технологий дополненной...
![](images/calendar.png)
![Свойства керамических материалов для регенеративной хирургии улучшили ученые МГУ Свойства керамических материалов для регенеративной хирургии улучшили ученые МГУ](up/article/small/file_63166_8573460.jpg)
Сотрудники кафедры химической технологии и новых материалов и кафедры неорганической химии химического факультета МГУ совместно с коллегами с кафедры междисциплинарного материаловедения Факультета...
![](images/calendar.png)
![Бариатрические операции в МЦ Наири. nairimed.com Бариатрические операции в МЦ Наири. nairimed.com](up/article/small/file_63110_7435556.jpg)
Сорокалетний мужчина с весом 160 кг обратился в клинику за операцией по уменьшению желудка с целью похудения. Он говорит, что пробовал много разных методик, соблюдал специальную диету. У мужчины из-за лишнего...
![](images/calendar.png)
![](images/white_bl.gif)
![](images/white_br.gif)
![](images/white_tr.gif)
![](images/white_tl.gif)
Warning: mysqli::query(): (HY000/1): Can't create/write to file '/var/tmp/MYskU9gU' (Errcode: 28 - No space left on device) in /sites/med-practic.com/classes/DatabaseManager_2.1.php on line 1381
Fatal error: Uncaught Error: Call to a member function fetch_assoc() on bool in /sites/med-practic.com/classes/DatabaseManager_2.1.php:1384 Stack trace: #0 /sites/med-practic.com/classes/article_class.php(102): TableManager->querySelectClassic('SELECT a.id, a....', Array) #1 /sites/med-practic.com/includes/include_footer_amen_kard_hod.php(5): Article->SelectAmenakardacvatsArticles(2) #2 /sites/med-practic.com/includes/include_bottom.php(9): require_once('/sites/med-prac...') #3 /sites/med-practic.com/bottom.php(7): require_once('/sites/med-prac...') #4 /sites/med-practic.com/article_more.php(151): require_once('/sites/med-prac...') #5 {main} thrown in /sites/med-practic.com/classes/DatabaseManager_2.1.php on line 1384