Учёные из Швейцарии напечатали мышечную ткань на 3D-принтере в условиях невесомости

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) добились значительного успеха в изучении возможностей человеческого организма в космосе. Им удалось впервые создать мышечную ткань с помощью 3D-принтера в состоянии микрогравитации. Этот эксперимент стал важным шагом к производству биологических тканей на орбите и может сыграть ключевую роль в защите космонавтов от потери мышечной массы во время длительных миссий, а также открыть новые перспективы для медицины на Земле.



Команда под руководством учёного Парта Чансории проводила исследования на борту самолёта, совершающего параболические полёты. Такие манёвры позволяют кратковременно создать эффект невесомости, что дало возможность проанализировать, как развивается и формируется ткань без влияния силы тяжести.

Создание биологических структур на Земле нередко сопровождается трудностями: гравитация мешает клеткам равномерно распределяться и удерживать форму до полного затвердевания материала. В биопечати для этого применяют особую субстанцию — биочернила, состоящие из клеток и биосмолы. Однако в обычных условиях структура таких чернил нередко деформируется, что снижает точность результата.

В микрогравитации эти ограничения исчезают: материал сохраняет целостность, а клетки распределяются равномерно по всей поверхности. Благодаря этому мышечные волокна формируются с естественной ориентацией, близкой к той, что наблюдается в организме человека. Это обеспечивает реалистичность полученной ткани и позволяет использовать её для точного моделирования физиологических процессов.

Для реализации проекта специалисты ETH Zurich разработали инновационную систему биопечати под названием G-FLight. Она способна создавать жизнеспособные образцы ткани всего за несколько секунд даже в короткие периоды невесомости. Используя специально разработанную биосмолу, учёные напечатали мышечные структуры во время 30 параболических полётов.

Результаты показали, что напечатанные в микрогравитации образцы по своим характеристикам практически не отличались от тех, что были созданы в земных условиях. При этом технология позволяет длительное время хранить биосмолы, содержащие живые клетки, что делает её особенно перспективной для применения в космосе.

По словам исследователей, полученные данные подтверждают, что микрогравитация открывает новые возможности для создания биоматериалов высокой точности. Следующим этапом станет печать более сложных структур — органоидов, имитирующих органы человека, — уже на борту Международной космической станции.

Такие модели помогут учёным лучше понять механизмы развития заболеваний, включая мышечную дистрофию и атрофию, возникающую у астронавтов при длительном пребывании в космосе. Кроме того, они позволят ускорить и упростить тестирование лекарственных препаратов, делая результаты исследований более достоверными.

Читайте также: