Специалисты Московского политехнического университета (Московский политех) разработали новую технологию, позволяющую значительно ускорить процесс выращивания полезных микроорганизмов и клеточных культур. Разработка предназначена для использования в химической отрасли, фармацевтике и регенеративной медицине.
В пресс-службе вуза сообщили, что новые биореакторы, созданные специалистами, обладают усовершенствованной конструкцией, которая обеспечивает эффективное выращивание микроорганизмов при минимальных энергозатратах. Отмечается, что технология создает благоприятные условия для роста и размножения клеточных культур.
Руководитель авторского коллектива, старший преподаватель кафедры «Техника низких температур имени П.Л. Капицы» Андрей Мошин, в последние годы занимался изучением совершенствования трехмерной биологической печати и разработкой новых технических решений для культивирования клеток. Результатом его работы стало создание и патентование двух новых конструкций биореакторов.
Одной из главных проблем при выращивании клеток в гидрогеле является обеспечение достаточного количества кислорода для всех клеток. Решение, предложенное А. Мошиным, основано на умной системе циркуляции и насыщения среды кислородом с использованием специальных фитилей.
Первый запатентованный аппарат оснащен газоанализаторами, которые непрерывно контролируют уровень кислорода и углекислого газа в гидрогеле. Это позволяет отслеживать как поступление кислорода к клеткам, так и своевременное удаление продуктов их жизнедеятельности. Второй аппарат имеет схожую конструкцию, но вместо комплексных газоанализаторов использует специальные датчики уровня кислорода.
Принцип работы обоих устройств заключается в следующем: вода в нижней части насыщается кислородом, затем за счет капиллярных сил поднимается по фитилям и доставляет растворенный кислород к клеткам в гидрогеле. Углекислый газ, выделяемый клетками, растворяется в воде, поднимается вверх и испаряется при обдуве горячим воздухом.
По сравнению с предыдущими моделями, новые биореакторы обеспечивают равномерное развитие клеточных культур по всему объему. Это имеет решающее значение для получения качественных структур при 3D-биопечати. Технология позволяет достичь выживаемости клеток на уровне 90-95%, что существенно повышает качество конечного продукта.
Созданная технология, по мнению ее разработчиков, найдет применение не только в регенеративной медицине для создания тканей и органов, но и в фармацевтической промышленности для тестирования лекарств и в химическом производстве, где все более востребованы аддитивные технологии. Практическое значение разработки было подтверждено профильными организациями, подчеркнули в пресс-службе Московского Политеха.
