В СамГМУ разработаны инновационные аллогенные биоматериалы для 3D-биопечати хрящевой и костной тканей, кожи и слизистых оболочек

20.05.2025

Ученые Самарского государственного медицинского университета Минздрава России (СамГМУ) разработали уникальную линейку авторских гидрогелей, а также биочернила. Они будут использоваться в 3D-биопечати хрящевой и костной тканей, кожи и слизистых оболочек в реконструктивно-регенеративной медицине. Ученые убеждены, что эти инновации откроют новую эру персонализированной медицины, в которой поврежденные ткани будут не просто замещаться, а естественным образом восстанавливаться.

Инновационные материалы разработаны в Самарском банке тканей НИИ «БиоТех» СамГМУ по запатентованной технологии «Лиопласт»®. Биочернила и гидрогели предназначены для создания персонализированных решений в медицине. Так, в рамках проекта «Приоритет 2030» с использованием аллогенных биоматериалов ученые разрабатывают отечественные биопродукты для восстановления покровных, опорных и соединительных тканей. 3D-биопринтинг может быть интегрирован в клиническую практику для лечения пациентов.

Например, в травматологии с их помощью врачи смогут восстанавливать сложные переломы, заполняя дефекты костей персонализированными биопечатными имплантатами, которые ускоряют заживление и снижают риск отторжения. В ортопедии технология позволит создавать анатомически точные хрящевые конструкты для суставов, замедляя развитие артроза у пациентов с дегенеративными заболеваниями. В стоматологии станет возможной печать биоактивных мембран для направленной регенерации тканей при лечении пародонтита или восстановлении утраченных участков костной ткани и слизистых оболочек. В офтальмологии биочернила помогут выращивать трансплантаты роговицы или конъюнктивы для пациентов с ожогами и травмами глаз, возвращая им зрение без риска иммунного отклика.

Как отмечает старший научный сотрудник, заведующий лабораторией биопринтинга НИИ «БиоТех» СамГМУ Николай Рябов, главная особенность аллогенных биоматериалов заключается в их высокой биосовместимости, что минимизирует риск отторжения. Это выгодно отличает их от ксеногенных и синтетических аналогов.

«Они обеспечивают идеальные условия для восстановления тканей, полностью отвечая принципам репаративной регенерации — процесса восстановления клеток, тканей и органов после травмы и в ходе различных патологических процессов, — комментирует Николай Рябов. — Аллогенные биоматериалы найдут широкое применение в травматологии, ортопедии, стоматологии, офтальмологии и других областях медицины. Их уникальность заключается в персонифицированном подборе компонентов. Это позволяет создавать биоматериалы, идеально соответствующие конкретному типу ткани или органа, а также решать сложные клинические задачи, которые ранее считались неразрешимыми».

Как отмечают ученые-разработчики, создание гидрогелей и биочернил проходит несколько этапов: от выбора источника и разработки технологии до физико-химических исследований и доклинических испытаний. Для достижения нужных свойств гидрогелей и биочернил используются передовые научные методы, включая технологию «Лиопласт»®, культивирование клеток и 3D-биопринтинг. Лежащее в основе технологии сочетание инноваций и доказанной эффективности открывает новые возможности в регенеративной медицине.

«3D-биопечать представляет собой революционный подход, открывающий новые горизонты в регенеративной медицине и трансплантологии, — комментирует директор НИИ „БиоТех“ СамГМУ, руководитель Центра биомедицинских клеточных продуктов ЦК НТИ на базе СамГМУ Лариса Волова. — Она позволяет создавать трехмерные структуры с использованием живых клеток, что делает возможным воспроизведение тканей и органов для трансплантации. В будущем разработка новых технологий может повысить эффективность использования аллогенных материалов и уменьшить зависимость от донорских источников».

Ученые отмечают, что в ближайшее время акцент в их работе будет сделан на улучшение производственных процессов, расширение функционала продуктов и партнерство с научными учреждениями для разработки инновационных решений. Это позволит не только улучшить качество и функциональность биочернил и гидрогелей, но и расширить спектр их применения.

«Наша глобальная цель — создать стандартизированную линейку коммерческого биогеля и внедрить ее в клиническую практику. Безопасность и биосовместимость гидрогелей и биочернил обеспечивается многоуровневым контролем и строгими стандартами качества, включая доклинические и клинические испытания. В настоящее время развитие технологии 3D-биопечати требует преодоления технических, этических и регуляторных барьеров, но потенциал этого направления огромен. Мы находимся в начале этого пути, и впереди нас ждут новые открытия и достижения в области медицины», — отмечает Лариса Волова.