3D-биопринтинг – революция в регенеративной медицине №1(58), 2013 год

Организаторами конференции выступили кластер биомедицинских технологий Фонда «Сколково» и компания «3D-биопринтинг солюшенс». Генеральный партнёр – компания «ИНВИТРО. Клинические исследования».

Дефицит человеческих органов для трансплантации является одной из критических и нерешённых проблем в клинической медицине. В среднем 18 человек умирают каждый день из-за нехватки донорских органов. 3D-биопринтинг, или создание живых тканей с помощью 3D-принтера, относительно новая область в регенеративной медицине. Это так называемое биомедицинское применение послойной трёхмерной печати (новой парадигмы всеобщей технологической революции) с целью решения проблемы получения копий живых органов.

– Во многих областях науки наблюдается переход от линейного к экспоненциальному росту знаний и технологий. То же самое происходит в регенеративной медицине. Особое значение приобретают такие технологии как биопринтинг, находящиеся на пересечении биомедицины, инженерных наук и IT. Сколково посчитало своим долгом поддержать инициативу нашей партнёров по организации конференции «Регенеративная медицина в России». Для нас в этом вопросе важно прежде всего то, что именно в России появляется интеллектуальная собственность, которая имеет международное значение, – подчеркнула директор по медицинским программам Фонда «Сколково» Гелена Лившиц.

Агентство Bloomberg составило список самых инновационных государств в мире Global Innovation Index, который включил 50 стран. В рейтинге инновационности Россия заняла 14-е место, между Норвегией (13-е) и Бельгией (15-е).

– Мы живём в эпоху смены экономической парадигмы. Экономика будущего – это экономика знаний. Нам хотелось бы быть среди тех, кто создаёт эти знания и их использует, поэтому необходимо сделать всё возможное для реализации этой задачи в нашей стране. За последние четыре десятилетия прошло несколько технологических революций: коммуникационная, революция нанотехнологий, биотехнологическая революция… Обсуждаемая нами тема находится на стыке всех этих направлений, – отметил генеральный директор, председатель Совета директоров группы компаний «ИНВИТРО» Александр Островский.

В основе развития биопечати лежит сочетание практических и теоретических знаний из разных областей науки: инженерного дела, механики, общей биологии, биологии развития, эмбриологии, биохимии, прикладной биотехнологии и информатики. Без объединения разносторонних специалистов прогресс в этой области невозможен.

Обычно под термином «регенеративная медицина» понимают развивающиеся биомедицинские технологии, такие как генная терапия, клеточная терапия и инжиниринг тканей и органов. Более лаконичное определение регенеративной медицины – «исцеляющее изнутри» включает всё то, что помогает натуральному процессу заживления: это может быть генная и клеточная терапия, тканевая инженерия и инженерия на уровне органов или же печатание органов.

– Приятно осознавать то, что внимание к 3D-биопринтингу в последнее время растёт. У этой технологии большое будущее. И хотя её только в прошлом году впервые включили в список 200 перспективных технологий, находящихся на стыке IT и медицины, мы работаем над этим уже около десяти лет. В широком смысле, принтинг органов принадлежит к группе конкурирующих технологий, которые называются «инжиниринг органов». Таким образом, сверхзадачей наших исследований является построение человеческих органов, подходящих для имплантации, и мы используем 3D-биопринтинг как путь для достижения этой амбициозной цели, ведь инжиниринг живых человеческих органов есть конечная цель регенеративной медицины, – заявил профессор Университета Вирджинии, научный руководитель компании 3D-Bioprinting Solutions Владимир Миронов.

Почему же технология называется «печать органов»? Принцип действия этой системы похож на процесс книгопечатания. Вначале создаётся компьютеризированный образ или копия печатаемого органа. Затем производится обработка или фактическая печать роботизированным биопринтером. И завершающий этап – постобработка или ускоренное достижение тканью полного развития в перфузионном биореакторе. Фундаментальной биологической и биофизической основой технологии печати органов является процесс сращивания ткани. Грубо говоря, в принтер вместо чернил заливают сфероиды и, в соответствии с компьютерной моделью, на специальную подложку наносят слой за слоем, создавая орган в 3D-формате.

– Мы берём стволовые клетки, делаем из них сфероиды в виде шариков, помещённые в гидрогель, затем они сливаются вертикально и горизонтально, образуя трёхмерную структуру. Далее в биореакторе орган «созревает». Мы хотим печатать человеческие органы, или, по крайней мере, функциональные части человеческих органов. Этот метод отличается от инжиниринга тканей, поскольку наша цель создавать не просто 3D-ткани, а скорее 3D-части живых человеческих органов, в первую очередь это печень и почка. Это следующий уровень сложности в иерархической структуре организации человеческого тела, – уточнил Владимир Миронов.

В своём докладе «Технология трёхмерной биопечати» Владимир Александрович подробнее рассказал о проекте 3D Bioprinting Solutions и его реализации.

В конференции приняли участие ведущие российские и зарубежные учёные и специалисты отрасли: Александр Потапов, вице-президент Всемирной федерации нейрохирургических обществ, заместитель директора НИИ нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко, Сюэцзюнь Вэнь, профессор кафедры химии и прикладной биоинженерии William H. Goodwin Государственного университета штата Вирджиния, Натан Кац, исполнительный директор JoinTechLab Inc., Паоло Маккиарини, профессор регенеративной хирургии, директор Центра ACTREG (Advanced Center for Regenerative Medicine) Каролинского института и другие.

Одна из сессий конференции – «Инвестиции в регенеративную медицину» была полностью посвящена обсуждению особенностей инвестирования в эту область. На сессии выступили представители Maxwell Biotech, Bioprocess, а также первого в России частного фонда Viamedix, специализирующего на проектах в области медицины и здравоохранения. В частности, Алексей Маловатский, партнёр фонда Viamedix, рассказал об основных факторах, которые сдерживают инвесторов от инвестиций в биомедицину, а также предложил обсудить возможные решения, которые могли бы помочь проектам привлечь внимание инвесторов. «Приход частных инвесторов в биомедицину – это вопрос времени, необходимого для приведения в равновесие ожиданий отрасли и понимания этой отрасли инвесторами. Важно осознание того, что вложение средств в биомедицину – это прежде всего инвестиции в фундаментальную науку, которые заведомо не предполагает немедленной отдачи», – подчеркнул Алексей Маловатский.

– Важно подчеркнуть, что в среднесрочной перспективе мы будем заниматься исключительно наукой, проект исследовательский. Мы будем работать преимущественно в России. Большинство исследователей соглашаются, что регенеративная медицина является своего рода революцией. Принтинг органов есть неотъемлемая часть этих тенденций, и это одно из наиболее перспективных направлений в современной биомедицинской науке и технологии. У нас есть все необходимые компоненты, а главное, понимание того, чем мы занимаемся, поэтому мы с большим оптимизмом смотрим в будущее, – подытожил заведующий исследовательской лабораторией, доктор биологических наук Сергей Новосёлов.