Ученые Института физиологии НАН Беларуси и Белорусского государственного университета сконструировали 4D-биопринтер, предназначенный для формирования биоинженерных тканевых конструкций с программируемой динамикой развития из клеток пациента с субмикронной точностью. По словам директора Института физиологии, доктора медицинских наук, профессора Сергея Губкина, принтер способен поддерживать печать непосредственно на поврежденных участках организма, что неоценимо при лечении многих заболеваний, в частности головного мозга.

Ранее исследователи с использованием аутологичных мезенхимальных стволовых клеток отработали клеточные подходы для терапии травм мозга. Эти методы, утвержденные Министерством здравоохранения, уже внедрены в клиническую практику. Однако, несмотря на успех проводимой клеточной терапии, ее применение ограничено при обширных травмах, что и стало предпосылкой для разработки 4D-биопринтера.

Его экспериментальная модель предназначена для проведения реконструкции ЦНС человека в процессе операционного вмешательства. В месте очага разрушения (после травмы или обширного инсульта) 4D-биопринтер проводит восстановление ткани с помощью двух экструдеров и микрошприцев, послойно имплантируя в нанометровом диапазоне мезенхимальные стволовые клетки (которые в последующем дифференцируются в нейроноподобном направлении под влиянием компонентов окружающей среды) и элементы межклеточного матрикса (коллаген, хондроитинсульфат и т. д.) в область повреждения нервной ткани головного мозга. Стерильные условия обеспечиваются многоступенчатыми фильтрационными системами приточной вентиляции через HEPA-фильтры. Прецизионно и постоянно контролируется содержание пылевых частиц, О₂, СО₂, температура, влажность в операционной области.

4D-биопринтер представлен в Национальной экспозиции на платформе для демонстрации самых передовых достижений – Всемирной выставке «ЭКСПО‑2020» в г. Дубае. Инновация, созданная с помощью новейших технологий, вызвала огромный интерес среди посетителей из более 190 стран-­участниц.