На Международной космической станции продолжается необычный медицинский эксперимент: астронавты печатают человеческую хрящевую ткань в условиях микрогравитации. Почти полное отсутствие веса позволяет распределять живые клетки внутри будущей ткани равномернее, чем на Земле, где материал оседает и деформируется под действием гравитации.
Командир экспедиции Джессика Меир из NASA и астронавт Европейского космического агентства Софи Адено 15 сентября подготовили образцы хрящевых клеток, хранившиеся в исследовательском инкубаторе MERLIN, после чего загрузили материал в биопринтер Auxilium. Печать проходит в японском лабораторном модуле Kibo внутри закрытого бокса Life Science Glovebox.
Биопринтер работает не с пластиком или металлом, а с биочернилами, содержащими живые клетки и другие компоненты будущей ткани. На Земле мягкий материал приходится делать достаточно вязким либо использовать дополнительные опорные структуры, иначе напечатанные слои могут потерять форму. Повышенная вязкость и вспомогательные компоненты, в свою очередь, способны затруднять работу с живыми клетками.
В микрогравитации проблема оседания становится значительно слабее. Клетки и другие частицы не скапливаются в нижней части материала, поэтому исследователи могут точнее контролировать внутреннее устройство напечатанной ткани. NASA рассматривает более равномерное распределение клеток как один из главных потенциальных преимуществ орбитальной биопечати.
Хрящевая ткань особенно интересна исследователям из-за слабой способности человеческого хряща восстанавливаться после повреждений. В США ежегодно регистрируют более 900 тысяч повреждений хряща коленного сустава, многие случаи требуют хирургического лечения. Орбитальные образцы должны помочь понять, можно ли получать имплантаты с более однородной структурой и лучшими механическими свойствами.
Современная серия экспериментов стала продолжением многолетней программы биопечати на МКС. В 2019 году установка BioFabrication Facility напечатала часть человеческого мениска и большой объем клеток сердца, а позднее исследователи получили мениск, сформированный на орбите. После печати образцы выращивали в микрогравитации, а затем возвращали на Землю для анализа.
Более новый биопринтер Auxilium расширил программу. Установка уже применялась для производства имплантируемых конструкций для восстановления периферических нервов, а в 2026 году исследователи перешли к печати тканей из живых клеток. Летом NASA отправило на Землю образцы хрящевой ткани, созданные на станции, чтобы сравнить распределение клеток и качество структуры с земными аналогами.
Полноценные человеческие органы на МКС пока не печатают. Исследователи работают с небольшими тканевыми конструкциями и медицинскими имплантатами, проверяя жизнеспособность клеток, форму, однородность и механические свойства материала. Долгосрочная цель программы намного амбициознее: создать технологии, способные производить персонализированные ткани и имплантаты из клеток конкретного пациента, а в перспективе приблизить биопечать сложных органов для трансплантации.
