Разработка микрофлюидной платформы по формированию гидрогелевых микрочастиц с управляемыми свойствами для создания 3D биочернил

3D биопечать является перспективным способом создания искусственных тканей и органов для последующей трансплантации пациентам. Основной проблемой такой печати является разработка биочернил, позволяющих при печати комбинировать различные типы клеток и формировать трехмерные структуры – скафолды.

Одним из перспективных подходов к созданию биочернил является расположение клеток на поверхности или внутри гидрогелевых микрочастиц. Микрочастицы формируются из биосовместимого и биоразлагаемого материала, который при печати помогает сформировать трехмерный каркас будущего органа. В процессе развития клеток материал микрочастиц будет разлагаться, тем самым, способствуя образованию полноценных тканей или органов.

Для формирования гидрогелевых микрочастиц и упаковки к них клеток могут использоваться методы «капельной» микрофлюидики. Микрофлюидные технологии – это современная основа создания многофункциональных устройств «Лаборатория на чипе», предназначенных для проведения экспресс анализов, биохимического синтеза и др. задач. Такие устройства в перспективе смогут заменить полноценные биологические лаборатории и существенно ускорить и упростить диагностику заболеваний на ранних стадиях, разработку новых лекарств и сделать медицину более персонализированной.

Методы «капельной» микрофлюидики предназначены для формирования капель «вода в масле», упаковывая в которые полимерные материалы, можно получать микрочастицы размерами 10 – 500 мкм. В процессе синтеза таких частиц в них можно добавлять клетки, формировать многослойные частицы, в каждом слое которого будет содержатся свой тип клеток.

Проектной команде предлагается разработать микрофлюидную систему для производства полимерных микрочастиц с заданными свойствами, которая может применяться для создания новых типов биочернил для 3D печати тканей и органов.

Руководитель – Антон Букатин