В середине октября в КБГУ открыли Центр передовых материалов и технологий. Ученые вуза в последние годы добились больших успехов, создав десятки полимерных материалов с уникальными характеристиками. Они огнеупорные, морозостойкие, устойчивые к радиации и так далее. Их уже используют в разных отраслях промышленности - от медицинской до космической.
При этом в вузовских лабораториях синтезируют материалы для 3D-печати, в том числе суперконструкционный пластик. Это позволяет ученым заниматься актуальными исследованиями (например, во время пандемии коронавируса они изготавливали антисептики и отталкивающий вирусы пластик, затем занялись контейнерами для перевозки водородного топлива). Теперь же им стала доступна лаборатория биопечати.
- Закупили оборудование, теперь будем активно осваивать его. Сам процесс печати пока не запустили. Тут нужен комплексный подход. Сначала разработаем методики. В перспективе сможем печатать синтетическую кожу, кости и хрящи. Работа схожа с той, что мы ведем сейчас, однако нам нужно создать собственные биочернила - материал, которым будет печататься то или иное изделие. Сейчас доступно только зарубежное сырье, а оно очень дорогое, - рассказала корреспонденту "РГ" и. о. проректора КБГУ по научно-исследовательской работе доктор химических наук Светлана Хаширова.
3D-биопечать очень похожа на обычную 3D-печать. Главную роль играют характеристики материала, который слой за слоем становится трехмерным физическим объектом. Однако в данном случае вместо термопласта используется суспензия живых клеток.
Биочернила вообще могут состоять только из клеток, но в большинстве случаев при печати добавляется дополнительный материал-носитель, который обволакивает клетки. Обычно он представляет собой биополимерный гель, который действует как трехмерный молекулярный каркас. Клетки прикрепляются к гелю, что позволяет им распространяться, расти и размножаться.
Этим направлением в КБГУ будет заниматься отдельный коллектив ученых, который сосредоточится именно на разработке материалов, подходящих для 3D-биопринтинга, и технологий их использования.
- На начальном этапе главная сложность - отсутствие отечественных биочернил. Закупать их возможности нет, да и в целом это неперспективно, потому что с такой ценой любые разработки станут совершенно нерентабельными, то есть нам в любом случае нужно создавать собственные материалы, и это станет отправной точкой для дальнейших исследований, - подчеркнула Хаширова.
В перспективе ученые смогут изготавливать живые ткани, к примеру, для фармакологических испытаний. Они помогают выявить побочные эффекты лекарств на ранних стадиях и проверить, какие дозировки безопасны для человека. Также 3D-биопринтинг используется для регенерации костной и хрящевой ткани, то есть может быть применен при реабилитации пострадавших. Большие перспективы он открывает и для косметической хирургии (пересадка кожи, печать из хрящевой ткани ушей, носов и так далее). Речь может идти даже о подготовке искусственных органов для пересадок.
- Конечно, печать внутренних органов животных и человека - это очень сложная задача. Однако они состоят из тканей, так что все возможно, - добавила Светлана Хаширова.
Биопечать можно использовать и в других сферах, в том числе при производстве таких продуктов питания, как мясо и овощи.
- У нас сейчас работают более 30 молодых ученых, их количество с каждым годом увеличивается. Мы привлекаем в науку студентов и аспирантов, выпускаем специалистов во всех областях полимерной химии. Надеюсь, что в ближайшем будущем все, кто работает в нашем центре, будут иметь не только кандидатские, но и докторские степени, - заключила и. о. проректора по научной работе КБГУ. .
В октябре в Волгограде начали выпускать первый в России 5D-принтер для печати промышленных деталей. Само собой разумеется, цифра в названии не обозначает количество измерений - детали будут трехмерными. Однако принтер способен сам поворачивать изделия под разными углами, что позволит делать их более прочными и даст возможность использовать более сложные чертежи. 5D-принтеры могут быть применены в строительстве, машиностроении, авиации, при протезировании и в других сферах. В год компания планирует выпускать до тысячи таких аппаратов.