При поддержке

Напечатаем новое сердце

Рассказывает Владислав Парфенов
доктор технических наук, директор центра АО «НИИТФА» Госкорпорации Росатом
Ультразвуковые радары

От пистолета до печати сосудов на МКС!

1.
Сейчас я… загибайте пальцы:
Я защитил кандидатскую диссертацию по теме «Прошивка бесшовных стальных труб». Это те трубы, по которым идёт магистральный газ. И после этого стал заниматься… биопечатью сосудов. Логично, да? Это ведь тоже трубы, только малого диаметра и не стальные, ну и живые, как я…
В школе я учился неидеально, не понимал, зачем мне эти формулы, алгоритмы, запятые? Но в свою защиту могу сказать, что я не был лентяем, и уже в 12 лет своими руками собрал… пистолет. Да, мои одноклассники знали, как умножать дроби или из чего состоит молекула… А у меня был… пистоле-е-ет!
Расскажу, как мы напечатали в космосе живые ткани для МЫШКИ и как я стал заниматься выращиванием СОСУДОВ, по которым циркулирует кровь человека.
А еще у меня есть… пистолет!
И вот тут я прозрел — зачем мне знать формулы! Не ради каких‑то пятёрок, а чтобы… выжить!
Я проверил! Пистолет стрелял вхолостую! Зарядил помощнее, нажал на курок… ииии —
Кстати, общая длина кровеносных сосудов в каждом из вас — примерно 100 тысяч километров. Это как обогнуть экватор 2,5 раза
Этот пальчик
руководитель направления лаборатории аддитивных технологий и биоинжиниринга Троицкого института инновационных и термоядерных исследований
Здесь
руководитель центра трехмерной биопечати Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
А также
являюсь разработчиком магнитоакустического биопринтера
Вот этот пальчик
научный сотрудник Института металлургии и материаловедения РАН
Этот пальчик
руководитель группы реализации научных проектов Росатом Наука
А также
являюсь разработчиком магнитоакустического биопринтера
Здесь
руководитель центра трехмерной биопечати Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Вот этот пальчик
научный сотрудник Института металлургии и материаловедения РАН
Этот пальчик
руководитель направления лаборатории аддитивных технологий и биоинжиниринга Троицкого института инновационных и термоядерных исследований
Этот пальчик
руководитель группы реализации научных проектов Росатом Наука
тест
тест
Для чего клетки отправляют в условия невесомости?
Дальше
Узнать результат
Как называется биопринтер, куда помещаются клетки, чтобы отправиться на МКС?
Дальше
Узнать результат
Что необходимо делать с клетками, чтобы образовался хрящ?
Дальше
Узнать результат
Кому впервые в мире подсадили ученые напечатанную в космосе хрящевую ткань?
Дальше
Узнать результат
Во что превращаются клетки в условиях невесомости?
Дальше
Узнать результат
Ой-ой-ой. Кажется, кто-то запутался в лекарствах и должен посмотреть выступление спикера снова.
Поздравляем! Почти победа! Чтобы окончательно и бесповоротно разобраться в лекарствах — посмотри выступление Алины или прочти краткий текст
БРАВО! За лекарства можно не волноваться.
Все органы состоят из тканей, а ткани состоят из клеток и внеклеточного матрикса. Именно клетки продуцируют матрикс, который и держит эти клетки вместе, — а это все и есть ткань

Растить почки и сердечки, как рассаду на подоконнике. Норм!

2.
И поэтому мы отправляем их космос! Для этого проводим всестороннюю сертификацию биопринтера и клеток, обучаем космонавтов и много чего ещё и только после этого отправляем в космос. Представьте себе: МКС вращается вокруг Земли, внутри неё летят клетки, согласно купленным билетам, только во время полёта им разносят не курицу или рыбу, а питательную среду или… питательную среду.
А как мы ее создаем?
— ??
— Уши,
говорю, Вам привезли
Но как это сделать? Начать нужно с малого, но очень важного — кровеносных сосудов. Благодаря им происходит питание тканей, без них клетки будут просто отмирать.

Поэтому мы учимся выращивать самые маленькие сосуды, а затем вырастим сосудистую сеть и уже потом — полноценный орган.
Средний срок ожидания трансплантации почки — 4 года, и у меня есть цель — выращивать ткани и органы человека, как рассаду на подоконнике: нужна новая почка — никаких очередей, вот, пожалуйста! И в этом может помочь биопринтер, который в перспективе должен печатать такие органы, как щитовидная, поджелудочная железа, почка, печень, ну и другие!
И затем на втором этапе нам нужно место, где нет гравитации. Или почти нет. Где?

Верно, на орбите Земли. Только в невесомости сосуды могут расти без всяких дополнительных поддержек.
На первом этапе берем 10 мл крови у пациента, выделяем из нее клеточный материал, получаем нужный тип клеток и наращиваем их объем.
Дозревание ткани происходит не просто так, а под действием разных факторов, по сути, это «тренировка» — все как у спортсменов. То есть нам надо стоять над ними и кричать

—

—

Клетка, кем ты хочешь быть, когда вырастешь?

ТКАНЬЮ!

III.
Нет, не сейчас
Например, чтобы образовался хрящ, необходимо клетки механически стимулировать каждый день. Так что, если хотите, чтобы у вас не было проблем с суставами, больше ходите...
Пока посидите… Но после моего выступления походите! Потренируйте ваши хрящи
И вы до сих пор бы ходили в любимых сандалиях из детства! Ну, если холодно — можно с носочками.
В результате тренировки клеток мы получаем искусственно выращенную ткань, которая растет и функционирует с организмом всю жизнь. Это как если бы вы купили обувь, которая сама подстраивается под размер вашей ноги!
На третьем этапе эта структура должна дозреть в биореакторе и стать ТКАНЬЮ. Это как ждать, пока тесто поднимется!
В биопринтере клетки в условиях невесомости формируют трехмерные структуры. Это еще не ткань!
С таким отношением ты никогда не станешь тканью!
По-твоему, это работа, клетка?
Да, даже у биопринтера есть сердце! А там гравировка фамилий всей нашей команды. И теперь разбитый биопринтер „Орган.Авт “стоит в Музее космонавтики! И на нем моё имя
Конечно, не в таком качестве я бы хотел туда попасть… Но о вас-то там вообще ни слова!

Научный эксперимент провести — как в блокбастере выжить!

4.
И вот мы все в Центре управления полётами на связи с МКС. И Олег говорит, что не нажимается кнопка, которая должна сохранить все, что выращено, и если её не нажать, все было зря. Далее МКС уходит в тень, связь пропадает. Мы на нервах… Драма нарастает…
И…
Эксперимент в очередной раз был на грани срыва. Но командир отряда космонавтов Олег Кононенко сказал:
Кто-то, видимо, тоже не особенно понимал, зачем ходить в школу и получать знания... Естественно, все космонавты вместо исследований занимались этой дырой.
Но и на этом приключения не закончились. Именно тогда на станции произошло ЧП. Помните историю, когда кто-то просверлил дырку на МКС?
Благодаря поддержке Роскосмоса мы отправили нового «Орган.Авта» и биоматериал на следующем корабле. То, что мы готовили целый год, пришлось сделать всего за месяц. На этом корабле уже полетел командир отряда космонавтов, который изначально помогал с этим экспериментом. Случайность?
дыру
в обшивке
Красиво, но за окном:
  • Нет воздуха;
  • Температуры от -157°C до +121°C;
  • Радиация в 200 раз больше, чем на Земле
дрелью!
кто-то просверлил
дырку на МКС
Для тех, кто не в курсе:
Космонавты благополучно приземлились. Но оборудование, которое было в другом отсеке корабля, упало с высоты 100 км и разбилось. Вдребезги. Удивительно, но «сердце» биопринтера осталось работоспособным.
Я на всю жизнь запомнил 2018 год, я тогда был главным конструктором в биолаборатории 3Д биопринтинг солюшенс. Мы в компании усиленно работали, чтобы загрузить в космический корабль клетки и биопринтер. Кстати, мы назвали его «Орган.Авт». И вот все сделали, загрузили, смотрим старт. И тут происходит авария ракеты-носителя, первая за более чем 20 лет успешных запусков.
— Не думаю
— Надо делать
Только через полчаса, когда появилась связь, мы узнали, что все сложилось, кнопку нажали, можно выдохнуть.

Все как в блокбастере.
Сейчас мы перешли к исследованиям выращенных кровеносных сосудов на животных. Я надеюсь, что работа нашей команды приблизит нас к тому, что люди будут получать органы для пересадки, как запчасти в автомагазине

Будем делать мозг, но по-научному!

5.
Мне нравится работать на стыке биологии и инженерии. Я верю, что когда-нибудь мы сможем создать больше технологий, основанных на принципах живых систем, и напечатать, например, настоящий мозг. Тоже будем делать мозг, но по-научному.
Хрящевую ткань человека и щитовидную железу грызуна.
—
И если, например, бывший разбил вам сердце, не волнуйтесь — мы напечатаем новое!
Например, нажимать любые кнопки с первого раза. Или хотя бы не сверлить обшивку МКС.
Мы не уступаем никому. Считайте, мы первыми в мире отправили в космос собаку, человека, а теперь и биопринтер. Так и будут висеть в Музее космонавтики портреты: Белка и Стрелка, Гагарин и биопринтер Орган.Авт.
Итог этого эксперимента — один из значимых результатов, который приближает нас к решению проблемы получения донорских органов для тех, кто в этом нуждается. Если рассматривать все это с точки зрения мировой арены, то Россия — не просто участник, а один из ведущих игроков в печати органов!
Мы впервые получили материал, напечатанный в космосе, и подсадили его экспериментальной мышке для замещения дефекта на черепе. Вдумайтесь! Первый организм на Земле с космической косточкой, космическая мышь, ну почти! Хочется верить, что у мышки появились какие‑то суперспособности.
Ой, та шо там биопринтер «Орган.Авт» мог напечатать?
Белка и Стрелка
19 августа 1960
12 апреля 1961
Юрий Гагарин
Зарезервировано под биопринтер «Орган.Авт»

Рок-звезды российской науки

НОВЫЙ ФОРМАТ

БАТЛ МЕЖДУ УЧЕНЫМИ!

БАТЛ

Стендап

При поддержке
В спецпроекте использованы мемы и изображения из свободных источников (Плакат «Ты нужен свой стране» авторства Альфред Лита, Портрет Ивана Тургенева кисти Константина Маковского, картина Мадонна Литта кисти Леонардо да Винчи), платные изображения: Shutterstock AI/Shutterstock/Fotodom, Andrey Arkusha/Shutterstock/Fotodom, Stock-Asso/Shutterstock/Fotodom, Prakasit Nuansri/Shutterstock/Fotodom, Kateryna Kon/Shutterstock/Fotodom, Myshkovskyi/Shutterstock/Fotodom, Mashikomo/Shutterstock/Fotodom, Christoph Burgstedt/Shutterstock/Fotodom, 3DMI/Shutterstock/Fotodom, robuart/Shutterstock/Fotodom, Luca9257/Shutterstock/Fotodom, Svetlana Ievleva/Shutterstock/Fotodom, donatas1205/Shutterstock/Fotodom, dwphotos/Shutterstock/Fotodom, Delpixel/Shutterstock/Fotodom, а также кадры из фильмов «Кобра» (1986. Cannon Group, Golan-Globus Productions Ltd., Warner Bros. Pictures Co. Сценарий: Сильвестр Сталлоне, Пола Гослинг. Режиссер — Джордж П. Косматос. Композитор — Сильвестр Левай), «Терминатор 2: Судный день» (1991. Canal Plus, Carolco Pictures Inc., Lightstorm Entertainment, Pacific Western, T2 Productions. Сценарий: Джеймс Кэмерон, Уильям Уишер мл. Режиссер — Брэд Фидель. Композитор — Сильвестр Левай), «Крепкий орешек» (1988. Canal Plus, Carolco Pictures Inc., Lightstorm Entertainment, Pacific Western, T2 Productions. Сценарий: Джеб Стюарт, Стивен Е. де Соуза, Родерик Торп. Режиссер — Джон Мактирнан. Композитор — Майкл Кэмен), «Крепкий орешек» (1988. 20th Century Fox Film Corporation, Gordon Company, Lawrence Gordon Productions, Silver Pictures. Сценарий: Джеб Стюарт, Стивен Е. де Соуза, Родерик Торп. Режиссер — Джон Мактирнан. Композитор — Майкл Кэмен), Игра смерти» (1979. Kings Road Entertainment. Сценарий: Роберт Клауз, Брюс Ли. Режиссеры: Роберт Клауз, Брюс Ли. Композиторы: Джон Бэрри, Джозеф Ку), «Кикбоксер» (1989. Kings Road Entertainment. Сценарий: Гленн Брюс, Марк ДиСалле, Жан-Клод Ван Дамм. Режиссеры: Марк ДиСалле, Дэвид Уорт. Композитор — Пол Херцог), «Зима в Простоквашино» (1984. Союзмультфильм. Сценарий — Эдуард Успенский. Режиссер — Владимир Попов. Композитор — Евгений Крылатов), «38 попугаев» (1976. Союзмультфильм. Сценарий — Григорий Остер. Режиссер — Иван Уфимцев. Композитор — Владимир Шаинский), «Пуаро» (1989—2013. Carnival Films, London Weekend Television (LWT), Picture Partnership Productions. Автор идеи — Розалинда Хикс), «Пятница 13-е» (2009. Crystal Lake Entertainment Inc., MTV Films, New Line Cinema, Paramount Pictures, Platinum Dunes. Сценарий: Виктор Миллер, Дэмиэн Шеннон, Марк Свифт, Марк Уитон. Режиссер — Маркус Ниспел. Композитор — Стив Яблонски), «Футурама» (1999—... 20th Television Animation, The Curiosity Company, Fox Television Animation, Teletoon, The ULULU Company. Автор идеи — Мэтт Гроунинг)