5g future | Роскосмос сделает 3D-принтер для печати органов
4886
post-template-default,single,single-post,postid-4886,single-format-standard,ajax_fade,page_not_loaded,,qode-title-hidden,qode_grid_1300,footer_responsive_adv,qode-content-sidebar-responsive,columns-4,qode-theme-ver-10.1.1,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12.1,vc_responsive

Роскосмос сделает 3D-принтер для печати органов


Роскосмос и компания 3D Bioprinting Solutions ускоренно создают 3D-принтер, который будет печатать человеческие органы из живых клеток в условиях невесомости. На МКС устройство должно попасть в 2018 году.

В 2016 году ОРКК (Объединенная ракетно-космическая корпорация, входит в госкорпорацию «Роскосмос») подписала соглашение с компанией 3D Bioprinting Solutions, резидентом инновационного центра «Сколково», о сотрудничестве. Стороны задумали создать биопринтер для магнитной биофабрикации тканей и органных конструктов в условиях невесомости на Международной космической станции (МКС). Под сложными формулировками скрывается примерно следующее: в космосе будут пробовать печатать человеческие органы из живых клеток.

«В космосе мы рассчитываем использовать биофабрикацию, основанную не на аддитивных технологиях, а биофабрикацию по типу лепки снежка (некоторые авторы предлагают термин «формативная биофабрикация»), — попытался объяснить суть эксперимента управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions Юсеф Хесуани. — То есть формирование объектов единовременно с разных сторон. Кстати, похожий проект представила компания Boeing — только не для печати живыми клетками, а в качестве примера создания объектов в космосе (в условиях микрогравитации). Но для этого потребуется разработка так называемых «умных» материалов, способных к самосборке или самоорганизации. В нашем случае такие материалы уже есть — это живые клетки».

По словам Юсефа Хесуани, на Земле для проведения подобных экспериментов необходимы либо мощные магниты и диамагнетики – а они в больших концентрациях токсичны для клеток, либо микрогравитация, которая будет триггером к созданию трехмерных конструктов. «Кроме того, печать на борту МКС тканевых и органных конструктов, сверхчувствительных к космической радиации, позволит ученым лучше понять механизмы защиты от неблагоприятных условий дальнего космоса», — добавил Юсеф Хесуани.


Почему заводы будущего могут переместиться в космос


В невесомости же будут пробовать печатать сложные анатомические структуры, в том числе и для разработки систем защиты астронавтов от космической радиации во время длительных пилотируемых полетов. Блогер и популяризатор космонавтики Виталий Егоров считает, что это исследование имеет фундаментальное научное значение: в космосе будут проверены новые свойства невесомости и возможности их прикладного применения.

Результаты эксперимента пригодятся и в космосе, либо для создания лабораторных образцов для иных исследований, либо для оказания медицинской помощи космонавтам в случае непредвиденных травм.

«Создание компактного биопринтера для исследования воздействия космической радиации на ткани и органы человека, а в перспективе возможность печати органов во время пилотируемых полетов в дальний космос – еще один шаг к эре освоения человеком других планет», — уверен генеральный директор ОРКК Юрий Власов.

Куда торопиться?

Работа по эксперименту требует не менее четырех лет,  говорит руководитель научно-технического центра «Целевое использование пилотируемых космических комплексов» Александр Марков. Для ускорения процесса Роскосмос разработал специальную методологию производственной системы.  Планируется, что биопринтер для отправки на борт МКС будет готов в 2018 году.

Фото: РКК «Энергия»

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ Александр Хохлов называет причину торопиться сделать такой принтер. «Этот эксперимент нужен его заказчику и исполнителю, компании 3D Bioprinting Solutions, — отметил он. — По словам разработчиков, в невесомости печать трёхмерных живых органов перспективно, поскольку на Земле труднее получить не приплюснутую силой тяжести форму. Раньше на российском сегменте МКС проводились коммерческие эксперименты европейцев и японцев, но после стыковки со станцией лабораторных модулей японского «Кибо» и европейского «Коламбус», они перестали проводить эксперименты на нашем модуле за деньги».

Российские же эксперименты, по словам Александра Хохлова, проводились за счёт государства, поэтому их необходимость нужно было обосновать на Координационном научно-техническом совете Федерального космического агентства по программам научно-прикладных исследований и экспериментов на пилотируемых космических комплексах. «Теперь, когда вместо ФКА у нас госкорпорация «Роскосмос», появилась мотивация зарабатывать на экспериментах, а не тратить на них государственные деньги», — пояснил он.

При этом Александр Хохлов отмечает, что серьёзный поток подобных экспериментов, как за государственный счёт, так и за деньги частников, будет возможен только после выведения на орбиту российского многофункционального лабораторного модуля «Наука», чья стыковка с МКС изначально была запланирована на конец 2018 года, однако уже сегодня ясно, что это произойдет не раньше 2019 года. «На сегодняшний день места под научную аппаратуру на нашем сегменте очень мало», — утверждает Хохлов.

Комментарий эксперта 

Алексей Яковлев, директор Института физики высоких технологий Томского политехнического университета, кандидат физико-математических наук:

«Провести космический эксперимент «Магнитный 3D биопринтер» на российском сегменте МКС — это, действительно, задача актуальная. Этот проект несет в себе одновременно и фундаментальные, и прикладные задачи. Сегодня весь мир работает над созданием таких технологий, и для России, безусловно, важно стать лидером в этом направлении. Поэтому Роскосмос привлекает компетенции ведущих научных организаций, научно-образовательных центров нашей страны для решения этой проблемы. А проблема, действительно, довольно-таки сложная.

Биоматериалы — это структуры, которые чаще пребывают в жидком или полужидком состоянии. В условиях невесомости это становится проблемой, поскольку капельки жидкости имеют свойство при отсутствии гравитации за счет сил поверхностного натяжения группироваться. Таким образом, у нас уже вместо стакана воды, к примеру, получается парящий в воздухе шарик. То же самое происходит и с биоматериалами. Соединить такие сгруппировавшиеся под воздействием невесомости материалы друг с другом достаточно сложно.

Чтобы научиться печатать на 3D-принтере в космосе изделия из биоматериалов, необходимо отработать в условиях невесомости все технологические режимы. Задача сверхсложная. Такие исследования на Земле невозможно провести, поэтому, конечно, проект, о котором мы говорим, необходим. Ведь сегодня речь идет о том, что человечеству необходимо осваивать космическое пространство, ближайшие планеты. А там условия могут быть совершенно разными — разные орбитальные законы, разные условия гравитации. Соответственно, технологии 3D-печати биоматериалов должны будут работать в условиях, когда гравитация будет варьироваться — на одной планете она будет одна, на другой — иная, а на орбите ее не будет вообще».