КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-74-10117
НазваниеСоздание и исследование трехмерных клеточных структур для регенеративной медицины и разработки “органов-на-чипе”
Руководитель Букатин Антон Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алферова Российской академии наук" , г Санкт-Петербург
Конкурс №50 - Конкурс 2020 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)
Ключевые слова Микрофлюидный чип, микрофлюидное устройство, капельная микрофлюидика, биопечать, скаффолд, гидрогель, эмульсия, наноканал, ионный транспорт
Код ГРНТИ34.57.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В настоящее время существует огромный дефицит донорских органов для пересадки пациентам. Поиск подходящего донора зачастую осложняется проблемами гистосовместимости и возможностью отторжения пересаженного органа после трансплантации. Решение проблемы создания искусственных тканей и органов из клеток самого пациента открывает широкие возможности для лечения пациентов, ожидающих трансплантации.
Другой актуальной проблемой, решение которой возможно с помощью искусственных моделей тканей и органов, является частичная замена ими лабораторных животных и человека в доклинических и клинических испытаниях. Создание систем и устройств “Орган-на-чипе” и “Человек-на-чипе”, ключевыми элементами которых станут искусственные модели органов, является научно значимым и актуальным для ускорения и удешевления процесса разработки новых лекарственных препаратов. Кроме того, такие технологии имеют большие перспективы использования в пищевой промышленности. Они могут использоваться для создания продуктов питания в лабораторных условиях, что позволит значительно снизить нагрузку животноводства на окружающую среду.
Основной целью проекта является разработка новых технологий создания трехмерных клеточных структур для использования при синтезе искусственных тканей и органов. Для этого авторами проекта предлагается совместить методы “капельной” микрофлюидики для упаковки клеток в многослойные гидрогелевые микрочастицы с экструзионной биопечатью, которая позволит сформировать из этих микрочастиц с клетками сложные трехмерные структуры, моделирующие естественные ткани и органы. При таком подходе в процессе развития клеток внутри микрочастиц до печати между ними будут образовываться межклеточные контакты и самоорганизовываться клеточные сфероиды (что было показано в литературе), а в процессе печати гидрогелевый материал микрочастиц будет выступать в качестве материала поддержки, формируя трехмерный скаффолд. Это позволит совместить все преимущества скаффолдов и клеточных сфероидов в процессе создания искусственных тканей.
Для реализации предложенного подхода к созданию искусственных тканей и органов будут исследована динамика и управление полимеризацией/ биодеградацией гидрогелей и белков внеклеточного матрикса в системе микро- и наноканалов путем измерения ионных токов в них; разработана технология формирования многослойных гидрогелевых микрочастиц диаметром 50 - 250 мкм с разными типами клеток внутри и на поверхности этих микрочастиц методами капельной микрофлюидики; разработана методика формирования трехмерных структур из многослойных гидрогелевых микрочастиц на разных типах подложек и в устройствах “органы-на-чипе”.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ