Разработчики: | НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет), 3D Bioprinting Solutions (3Д Биопринтинг Солюшенс), Rozum Robotics (Розум Роботикс) |
Дата последнего релиза: | 2023.09.22 |
Отрасли: | Фармацевтика, медицина, здравоохранение |
Технологии: | Робототехника, Роботы Сервисные |
Основные статьи:
2023: Испытания 3D-биопринтера на животных в МНИОИ имени П.А. Герцена
Модифицированный учеными Университета МИСИС биопринтер в виде роборуки, который может печатать живыми клетками прямо на пациенте в операционной, успешно прошёл испытания на животных в лаборатории доклинических исследований МНИОИ имени П.А. Герцена и готов к дальнейшим этапам исследований. Об этом 22 сентября 2023 года Zdrav.Expert сообщили представители МИСиС. Данная технология биопечати in situ, т.е. непосредственно в дефект, в будущем может стать прогрессивным терапевтическим методом лечения ожогов, язв и обширных повреждений мягких тканей.
Программно-аппаратный комплекс биопринтера, разработанный биоинженерами НИТУ МИСИС и компании 3D Bioprinting solutions, сканирует дефект, создает его трехмерную модель, а затем заполняет участок гидрогелевой композицией с живыми клетками.
Специальное программное обеспечение, синхронизирующее движения роборуки и подачу материала, создал инженер НОЦ Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Александр Левин. Траектория, генерируемая программой, не только учитывает изгибы поверхности, но может меняться в реальном времени, когда тело двигается при дыхании. Для этого в концевой эффектор интегрирована система обратной связи с лазерным датчиком. Пользовательский интерфейс с возможностью 3D-отображения траекторий написан на языке Python с использованием открытых библиотек Pyqt5 и OpenGL.
«Код есть в открытом доступе, любой желающий может улучшить его. Мы действуем, прежде всего, в интересах науки и пациентов. Структура программы построена таким образом, чтобы минимизировать человеческий фактор, поэтому с ней справится не только узкий специалист, но и оператор с базовыми навыками. Надеемся, что с должным масштабированием и налаженным серийным производством затраты на изготовление биопринтера in situ снизятся, что сделает его доступным и клинически значимым устройством», – отметил Александр Левин. |
Как известно, всего существует пока два основных подхода к технологии биопечати кожи: in vitro (в чашку Петри) и in situ (непосредственно в дефект). В первом случае конструкцию кожи печатают в лаборатории на ровной поверхности в стерильных условиях, а во время постобработки помещают в специализированный инкубатор для созревания тканей. В случае in situ биофабрикацию кожи можно выполнить непосредственно на теле пациента в операционной без дополнительного оборудования.
«Основные особенности по сравнению со стандартным 3D-биопринтером in vitro: технология биопечати in situ может быть полезна при лечении дефектов кожи на сложных поверхностях. Главное преимущество – биопечать можно проводить непосредственно в операционной, где не так много места и для осуществления биопечати не требуется дополнительного дорогостоящего и сложного оборудования для культивирования клеточных продуктов, поскольку организм сам выполняет эту функцию», – объяснил к. ф.-м. н. Владислав Львов, инженер 1 категории НОЦ Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС. |
Гистологический анализ, проведенный специалистами Московского научно-исследовательского онкологического института имени П.А. Герцена через 4 недели после операции на животных, показал, что применяемые оригинальные биочернила на основе коллагенового гидрогеля (предоставлен биотехнологической фирмой «ИМТЕК»), лизата тромбоцитов и дермальных фибробластов значительно улучшили процессы заживления ран.
По словам ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой, ученые Университета МИСИС уже ведут разработку in situ биопринтера на базе отечественной роборуки. Последующая коммерциализация улучшенной версии устройства позволит увеличить эффективность реконструкции обширных дефектов мягких тканей.
По состоянию на сентябрь 2023 года в мире существует несколько десятков компаний, производящих коммерческие трехмерные 3D-биопринтеры in vitro и даже предпринимаются первые попытки разработать оригинальный заказной биопринтер in situ в академических условиях, но коммерчески доступных in situ биопринтеров пока нет, отметили в МИСИС. Насколько известно разработчикам, это первое описание коммерчески доступного 3D-биопринтера на базе роборуки, подходящего для использования в операционной in situ.
Результаты испытаний опубликованы на портале The National Center for Biotechnology Information. [1]
Примечания
Подрядчики-лидеры по количеству проектов
Promobot (Промобот) (31)
Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (14)
Яндекс (Yandex) (14)
Nvidia (Нвидиа) (11)
Инфосистемы Джет (10)
Другие (510)
ABB Group (7)
Promobot (Промобот) (4)
Ростелеком (3)
АББ Россия (ABB) (3)
Ronavi Robotics, Ронави Роботикс (ранее Ронави логистические системы) (2)
Другие (59)
Mains Lab (Мэйнс Лаборатория) (2)
Яндекс (Yandex) (2)
Московский центр инновационных технологий в здравоохранении (2)
Синимекс (Cinimex) (1)
Джей Эс Эй Групп (JSA Group) (1)
Другие (45)
Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров
Promobot (Промобот) (10, 32)
ABB Group (8, 23)
Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (3, 21)
Cognitive Technologies (Когнитивные технологии) (1, 21)
Яндекс (Yandex) (2, 11)
Другие (594, 144)
ABB Group (2, 11)
Promobot (Промобот) (2, 4)
Cognitive Pilot (Когнитив Роботикс) (1, 2)
Gaskar Group (Гаскар Интеграция) (1, 2)
Ronavi Robotics, Ронави Роботикс (ранее Ронави логистические системы) (1, 2)
Другие (10, 11)
Транспорт будущего (2, 1)
Бирюч-НТ Инновационный Центр (2, 1)
Эфко ГК (2, 1)
Smart Meal Service (Смарт Мил Сервис) (1, 1)
YaCuAi (1, 1)
Другие (13, 13)
Fora Robotics (Фора Роботикс) (1, 2)
Яндекс (Yandex) (1, 1)
Aripix Robotics (Арипикс Роботикс) (1, 1)
Rozum Robotics (Розум Роботикс) (1, 1)
Роботех (Robotech) (1, 1)
Другие (5, 5)
Pudu Robotics (Pudu Technology) (1, 2)
Яндекс (Yandex) (1, 2)
Геоскан (Geoscan) (1, 1)
Intuitive Surgical (1, 1)
Unitree Robotics (1, 1)
Другие (1, 1)
Распределение базовых систем по количеству проектов, включая партнерские решения (проекты, партнерские проекты)
Promobot - 28 (26, 2)
Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 21 (21, 0)
ABB IRB Промышленные роботы - 19 (19, 0)
Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI) - 16 (0, 16)
Da Vinci (робот-хирург) - 11 (11, 0)
Другие 102
ABB IRB Промышленные роботы - 8 (8, 0)
Promobot - 5 (4, 1)
YuMi (Мобильный коллаборативный робот) - 4 (4, 0)
Gaskar Group Hive Автономные дронопорты - 2 (2, 0)
Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 2 (2, 0)
Другие 8
Cognitive Agro Pilot Система автоматического вождения - 1 (1, 0)
Hi-Fly Cargo - 1 (1, 0)
ABB IRB Промышленные роботы - 1 (1, 0)
Эфко: Hi-Fly Taxi Аэротакси - 1 (1, 0)
Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI) - 1 (0, 1)
Другие 7
For-1 Антропоморфный робот - 2 (2, 0)
Dobot CR-серия Коллаборативные роботы - 1 (1, 0)
Robotech: RP-серия Роботы-паллетайзеры - 1 (1, 0)
Da Vinci (робот-хирург) - 1 (1, 0)
МИСиС и 3D Bioprinting Solutions: 3D-биопринтер в виде роборуки для применения в операционной in situ - 1 (1, 0)
Другие 1
Яндекс.Ровер - 2 (2, 0)
Pudu CC1 Робот-уборщик - 2 (2, 0)
Искусственный интеллект (ИИ, Artificial intelligence, AI) - 2 (0, 2)
Геоскан БАС (Беспилотные авиационные системы самолетного типа) - 1 (1, 0)
Роботы КиберСклад - 1 (1, 0)
Другие -2
Подрядчики-лидеры по количеству проектов
Promobot (Промобот) (26)
Лаборатория робототехники Сбербанка (Sberbank Robotics Laboratory) (2)
Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова (СВФУ) (2)
3D Bioprinting Solutions (3Д Биопринтинг Солюшенс) (2)
Fora Robotics (Фора Роботикс) (2)
Другие (13)
Promobot (Промобот) (4)
Сколтех (Сколковский институт науки и технологий, Skoltech) (1)
InEnergy (ИнЭнерджи) (1)
R2 Robotics (Р2 Робототехника) (1)
Unitree Robotics (1)
Другие (0)
Распределение вендоров по количеству проектов внедрений (систем, проектов) с учётом партнёров
Promobot (Промобот) (4, 27)
НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) (3, 2)
Unitree Robotics (3, 2)
Специальные технологии контроля (СТК) (3, 2)
Rozum Robotics (Розум Роботикс) (1, 2)
Другие (60, 16)
Promobot (Промобот) (2, 4)
Unitree Robotics (1, 1)
InEnergy (ИнЭнерджи) (1, 1)
R2 Robotics (Р2 Робототехника) (1, 1)
Сколтех (Сколковский институт науки и технологий, Skoltech) (1, 1)
Другие (0, 0)
Promobot (Промобот) (1, 1)
Smart Meal Service (Смарт Мил Сервис) (1, 1)
3D Bioprinting Solutions (3Д Биопринтинг Солюшенс) (1, 1)
Rozum Robotics (Розум Роботикс) (1, 1)
НИТУ МИСиС (Национальный исследовательский технологический университет) (1, 1)
Другие (0, 0)
Распределение базовых систем по количеству проектов, включая партнерские решения (проекты, партнерские проекты)
Promobot - 27 (26, 1)
Робот-курьер Сбербанка - 2 (2, 0)
For-1 Антропоморфный робот - 2 (2, 0)
СВФУ Робот-дезинфектор - 2 (2, 0)
МИСиС и 3D Bioprinting Solutions: 3D-биопринтер в виде роборуки для применения в операционной in situ - 2 (2, 0)
Другие 9
Promobot - 5 (4, 1)
Unitree Robotics A1 Робособака - 1 (1, 0)
Сколтех и InEnergy: UltraBot для интеллектуальной дезинфекции помещений - 1 (1, 0)
R2 Robotics Робот-мерчандайзер - 1 (1, 0)
Другие -1