Разговорить руководителя группы, создававшей 3D-биопринтер (прибор, который "печатает" живые ткани и органы) было очень сложно. Чтобы узнать об изобретении, за которое Рамиль Кашапов получил награду из рук самого Рустама Минниханова, потребовалось несколько месяцев - прибор сейчас проходит процедуру международного патентования и информация о нем частично засекречена.
Над созданием 3D-биопринтера в течение 1,5 лет трудилось 5 человек – физики и биологи. В итоге получился некий "ящик", по периметру равный двум ноутбукам, с помощью которого можно из клеток выращивать целые ткани и органы. Несмотря на небольшой размер, 3D-биопринтер непортативен и может использоваться только в лаборатории в условиях стерильности.
- Предварительно клетки нужной ткани или органа размножают давно известным способом в простейшей биологической посуде, - рассказал руководитель проекта Рамиль Кашапов. – Затем их переносят в печатающую головку - в так называемые "катриджи". Оттуда через специальную систему они попадают в заданном порядке на подложку. Это чем-то схоже с принципом работы струйного принтера.
Ученым удалось «напечатать» с помощью своего прибора слой клеток кожи – фибробластов, которые отвечают за ее упругость, эластичность и молодость. На это ушло 27 часов. К слову, после "печати" органу или ткани требуется еще какое-то время для "созревания" и превращения в готовый "продукт", поскольку 3D-биопринтер только правильно располагает клетки в строго заданном порядке и "указывает" им направление для дальнейшей самоорганизации. Пока ученые "напечатали" лишь небольшой кусочек из клеток кожи размером 1,5 на 1,5 сантиметра, но Рамиль Кашапов нисколько не сомневается, что с помощью 3D-биопринтера можно "распечатать" и больший по площади образец.
- В ближайшем будущем 3D-биопринтер будет использоваться для воспроизводства тканей и органов человека из живых клеток, - поясняет 24-летний ученый. - Сейчас проводятся очередные эксперименты на клетках мышей, поскольку опыты с биоматериалом человека запрещены. Но перед нашим коллективом стоит задача выращивания человеческой кожи. Дальше как получится. В перспективе мы хотим делать живые 3D-структуры с кровеносными сосудами.
Как пояснил Рамиль, предыдущие опыты ученых не давали возможности говорить о выращивании органов, поскольку без 3D-биопринтера клетки слипались в комочки и не могли образовать нужную структуру. Однако новатор не скрывает, что в мире биопринтеры одна компания уже пытается запустить в серийное производство. Отличие казанского прибора в уникальной печатающей головке и принципе ее работы, которые и держатся под секретом.
Рамиль Кашапов уверен, что в ближайшие десятилетия, не только органы, но и еду можно будет "печатать", тем самым решив проблему дефицита ресурсов на Земле.
Лет через 20 сельского хозяйства вообще не будет, - заявляет Рамиль. – Продукты будут также печататься на 3D-биопринтерах – не надо будет сажать, разводить скот в таких масштабах, как сейчас. Кроме того, решится проблема редких видов животных. Желающие смогут попробовать деликатесы из них. Но рожь, пожалуй, все-таки придется сеять, чтобы печь хлеб.
Не сомневаются в недалекой возможности создавать органы и у биологов КФУ. Здесь таких экспериментов не проводят, но о мировых тенденциях наслышаны.
- C казанским 3D-биопринтером я лично не знаком, но это известный эволюционный подход в биологии последних лет, - говорит директор института фундаментальной медицины и биологии КФУ Андрей Киясов. - Над этим сейчас усиленно работают в мире. Это вполне реально. Живые структуры создают последовательным нанесением слоев клеток в строгой последовательности.
Впервые о 3D-биопринтере заговорили ученые США в 2005 году. С помощью самого первого создали достаточно простые биоструктуры - ухо, хрящ, спинной диск. Сейчас в мире несколько фирм занимаются разработкой и опытами с подобными приборами. В Москве с 3D-биопринтером работает Владимир Миронов, создавший свой вариант в 2010 году. Его прибор (на фото) сможет "напечатать" сложные структуры и органы. Стоит такой 3D-биопринтер 75 000 долларов.