Как появилась #Биопечать и где она применяется? Рассказывает Юсеф Хесуани, врач и управляющий лаборатории биотехнических исследований 3D Bioprinting Solutions:

🔹Технология биопечати родилась довольно случайно — британский профессор Боланд, сидя дома и разбирая обычный старенький принтер, понял, что форсунки, через которые выходят чернила, сопоставимы с диаметром клеток. Тогда ему пришла идея: а почему бы не использовать клеточный материал в качестве печатного?

🔹Так и появился первый биопринтер — переделанный старенький hewlett patterna. Тогда, в начале 2000-х, и появились первые статьи — о том, как клеточный материал заливали в обычный принтер вместо чернил.

🔹В 2003 году уже описали технологию трехмерного биопринтинга на струйном/экструзионном принтере (напоминает обычную технологию 3D-печати, когда объект создается слоями). Сегодня также печатают с помощью лазеров. Злесь клетки размещаются в определенной последовательности, в том числе в трехмерном пространстве.

🔹Есть и совсем новые подходы, когда для управления клеточным материалом используются физические свойства. Клетки смагничиваются в нужную форму, которую определяет не 3D-печать, а форма специальной магнитной ловушки. Клетки буквально «слетаются» к ней, образуя нужные формы.

🔹Сегодня биопринтинг активнее всего применяется в фарм-индустрии. Ведь можно печатать не только здоровыми, но и патологическими клетками и воссоздавать различные модели патологических состояний. Например, печатать опухолевую ткань и проводить на ней испытания лекарств.

#биопечать #биология #медицина #будущее #технологии #МыИНаука

Тем временем мы снимаем новый сезон #НаукаИМы. Юсеф Хесуани ⬆️ рассказывает о том, как и зачем на МКС печатают стейки крольчатины, и какие футуристические проекты есть у NASA. Специально для моего канала – подробности. Заглядывайте в субботу😉

#биопечать #биология #медицина #будущее #технологии #МыИНаука

Что уже сегодня печатают на биопринтерах?

💉 Плоские органы (например, кожа или хрящ). В ряде лабораторий в мире такие органы проходят доклинические испытания. Впереди всех пока Америка, Китай и отчасти Канада.

Принтеры, в том числе, печатают клетки прямо на месте ожога или повреждения. Например, можно взять участок кожи (10% от размера ожога) и вырастить на нем достаточно клеток для 3D-печати. НО (!) кожа - это сложный многослойный орган, покатать пока можно отдельные слои, а не кожу «в сборе».

💉 Трубчатые полые органы (сосуды, мочеточник, уретра и тд). Здесь тоже есть успехи в доклинических испытаниях на крупных животных. Пересаживают кровеносные сосуды кроликам, крысам, и они работают! Лидируют тут японцы.

Совсем недавно ученые смогли напечатать супер-запутанные сосудистые сети, которые имитируют естественные проходы организма для крови, воздуха, лимфы и тд.

💉 Полые, нетрубчатые. Мочевой пузырь, например. Один такой уже был успешно пересажен человеку, но без использования 3D-биопечати. Доклинические испытания технология пока не прошла.

💉 Паренхиматозные органы (почка, печень и тд). Cамая востребованная группа органов, и пока с ней туго.

Зато исследователи умеют, например, печатать на 3D-принтере коллаген для восстановления компонентов человеческого сердца. Но пока основной интерес трансплантологии сфокусирован на ксенотрансплантации (органы от животных).

Большие надежды мир возлагает на #Биопечать, которая может решить главные проблемы трансплантологии: дефицит и отторжение органов. Ведь печатать можно будет из собственных клеток.

Какой сегодня дефицит органов для пересадки? По данным ВОЗ, в год трансплантируют ~126 тысяч органов.

1️⃣ Почка. 70% пациентов в листе ожидания требуется именно она.

2️⃣ Печень. Требуется половине от оставшихся 30% Причем в 20-40% случаев почки и печень пересаживаются от живых доноров, а чаще всего – от родственников.

3️⃣ Сердце. ~7000 пересадок в год по всему миру.

4️⃣ и 5️⃣ Лёгкие и поджелудочная железа. А на шестом месте, кстати говоря, тонкий #кишечник.

Лицо или конечности пересаживаются реже всего. И все эти операции удовлетворяют запрос всего на 10%‼️

В среде профессионалов ещё используется термин «выживаемость трансплантата» (доля органов, которые функционируют определенное время с момента пересадки).

Через 10 лет после пересадки эти показатели такие: 57% для почек , 55% для сердца, 30% для легких. То есть, в среднем, около 50% пациентов снова попадают в листы ожидания...

Как обещала, закрывая неделю биопечати, делюсь с вами интервью с Юсефом Хесуани, врачом и управляющим лаборатории биотехнических исследований 3D Bioprinting Solutions!

Пока NASA мечтает заселить космос напечатанными космонавтами, Юсеф и его московская лаборатория печатают мышкам🐁 функционирующие щитовидки и яичники!
Вот такая наука👍🏻

#биопечать #МКС #технологии #трансплантология #СпрашиваетШугаева

Новая тема недели «ближе к телу» и повседневным заботам: #антибиотики

Как показывают свежие опросы, 17% россиян обходятся без лекарств во время простуды. Почти каждый пятый лечится куриным бульоном и чаем с лимоном и малиной. Ну а антибиотики используют всего лишь 13%.👍🏻

Градус недоверия к «убийцам иммунитета» просто огромен. Прочие опросы показывают, что люди по-прежнему часто путают антибактериальные и антивирусные препараты🤦🏼‍♀️ (хотя в последнее время ситуация получше).

Вот эти животрепещущие вопросы предлагаю разобрать на этой неделе.

#медицина #здоровье #простуда

Что не так с антибиотиками, и почему аналитики предвещают апокалипсис.

История антибиотиков началась с пенициллина. Открыл его британский микробиолог Александр Флеминг еще в 1929, но использовать начали только в 40-х, когда подключились химики из Гарварда (Говард Флори и Эрнст Чейн). Они очистили пенициллин от примесей, и понеслась.

Во время ВОВ пенициллин спасал миллионы людей, все ликовали. По оценкам, благодаря ему выжили ~ 200 млн человек. Для справки: в России живет ~145 млн. Неудивительно, что все плотно подсели на чудодейственный препарат.

❗️В своей нобелевской речи Флеминг предупреждал, что если человечество переборщит с использованием пенициллина, то это приведет к бактериальной устойчивости — бактерии адаптируются, лекарство перестанет работать.

Так и произошло. Человечество переборщило... пенициллин (а это целый класс антибиотиков) сегодня почти не действует. К супер-мощным антибиотикам последнего поколения у бактерий👾 тоже уже появилась резистентность.

Согласно британскому правительственному обзору 2016 года, уже к 2050 году инфекции, устойчивые к антибиотикам, будут убивать по 10 млн человек в год (это больше, чем все виды рака, вместе взятые).

В Индии, Пакистане, Китае и Южной Америке устойчивость к антибиотикам уже порождает эпидемии. В продвинутых странах (США, странны Европы) из-за резистентности ежегодно погибают ~50 тысяч человек.

Мир без антибиотиков будет напоминать 19 век: инфекции косят всех подряд, лекарств нет. Пересадки органов невозможны, большинство самых обычных операций рискованны. Женщины миллионами умирают во время родов. Химиотерапию делать нельзя.

Как вырабатывается устойчивость и можно ли предотвратить этот апокалипсис — напишу в следующих постах.

#антибиотики #будущее #медицина #фармацевтика #здоровье

Уж простите, но продолжу страшилки. Тема - не на слуху, но намного опаснее баек про потепление.

Итак, сегодня про устойчивость к антибиотикам. Почему всё так плохо, и даже ООН называет ситуацию с антибиотиками чрезвычайной? ⬆️

ПРИЧИНА 1. Бактерии мутируют

Все антибиотики — это антибактериальные лекарства. Есть бактерицидные, которые убивают бактерии (например, мешая формированию бактериальной стенки), как пенициллин. Есть бактериостатики, которые тормозят размножение бактерий.

Бактерии — это супер-адаптивные существа, которые живут на планете куда дольше нас и умеют гораздо больше. Поищите, что я писала по тегу #микробиота

Например, бактерии продуцируют пенициллиназу — фермент, расщепляющий пенициллины. Причем это умение может распространяться по бактериальной популяции через небольшое кольцо ДНК.

Изменения в ДНК у бактерий — пугающая штука. Выше я писала про то, что антибиотики последнего поколения перестают работать. Я имела в виду группу полимиксинов (их ещё называют препаратами «последнего шанса»). Но даже у них шанса уже нет...🤷🏼‍♀️

В Китае у бактерий уже нашли ген устойчивости к колистину — антибиотику полимиксиновой группы. Причем ген MCR-1 легко передается даже между разными видами микробов, и он активно распространяется.

ПРИЧИНА 2. Мы неправильно используем антибиотики

По данным Public Health England, каждый третий житель Англии (а по ней отличная и точная всегда статистика) принимает курс антибиотиков каждый год. Часто мы пьем антибиотики, когда у нас вирусная инфекция🤦🏼‍♀️забывая, что антибиотики действуют ТОЛЬКО на бактерии.

Также мы не заканчиваем курс! То есть даем бактериям возможность справиться с мизерной дозой и приспособиться к препарату👿 Хотя вопрос длительности приема сейчас и обсуждается.

ПРИЧИНА 3. Новых антибиотиков нет

Уже около 20 лет мы не изобретаем новых антибиотиков (имею в виду молекулы). Все новые антибиотики — это просто модификация старых.

С чем это связано? С финансированием. Фармкомпаниям гораздо удобнее выпускать на рынок продукты, которые уже проверены и худо-бедно работают.

#антибиотики #будущее #медицина #фармацевтика #здоровье

Кстати, в начале 60-годов прошлого столетия пенициллин был настолько эффективен против всех штаммов стафилококковых бактерий, что в 1969 году эпидемиолог и министр здравоохранения США Уильям Стюарт уверенно заявил: «Пришло время закрыть книгу инфекционных болезней. Мы в Соединенных Штатах в основном ликвидировали инфекции. Война против эпидемий выиграна».

❗️Когда он это говорил, около 90% тех самых бактерий, о которых шла речь, уже находились в процессе выработки устойчивости к пенициллину...👿

Не читал господин Стюарт предупреждения Флеминга... ну, с политиками это частая история: использовать изобретения учёных любят, а предупреждения не слушают.

Как предотвратить апокалипсис, связанный с антибиотиками?

По хорошему, человечеству нужен мораторий на антибиотики. Лет 10 не пользоваться, чтобы бактерии ослабели и стали чувствительны даже к пенициллину. Но такой запрет невозможен и этика тут скользкая.

Второй вариант:
✔️искать альтернативу. Позднее расскажу про бактериофаги, пока супер-молодую, но перспективную замену.
✔️Защищать себя от резистентности. То есть:

☑️ Простуда, кашель в горле — не надо закидываться антибиотиками. Они НЕ помогают при вирусных инфекциях.

☑️ А вот вакцинация помогает.

☑️ Курс антибиотиков нужно пить целиком, не пропуская дни и приемы.

☑️ Пить антибиотики нужно только под тип инфекции. А не прописанные кому-то ещё или оставшиеся после предыдущего лечения.

Лучше сдать анализ на чувствительность к антибиотикам. С его помощью можно узнать, какой из препаратов эффективно справится с возбудителем конкретной инфекции.

#антибиотики #будущее #медицина #фармацевтика #здоровье

Альтернатива антибиотикам — бактериофаги. Что это и как работает?

У каждого вида бактерий на планете есть свои «враги» — специализированные вирусы, которые могут эти бактерии уничтожить. Это и есть бактериофаги или «пожиратели бактерий», если с греческого.

Пока это самый малоизученный вид организмов на планете. А точнее даже не организмов, так как бактериофаги — это не живые существа, а природный молекулярный наномеханизм. Вплоть до недавнего времени бактериофагами интересовались больше люди науки, но не люди медицины.

Но чем больше сдавали антибиотики, тем больше интересовались бактериофагами. Оказалось, у них масса медицинских плюсов:
1️⃣ нет побочек;
2️⃣ их так много, что под любой случай подберется нужный (только осталось их все открыть);
3️⃣ они не убивают всю микрофлору человека, а действуют таргетно.

Минусы бактериофагов в том, что они супер-специфичны и трудно подобрать нужный. Сегодня их используют, когда никакие антибиотики не помогают, но не всегда успешно. В исследованиях бактериофаги то и дело доказывают эффективность, но пока такая терапия считается экспериментальной и рискованной. Однако, очень перспективной!

#антибиотики #будущее #медицина #фармацевтика #здоровье

Немного отвлечёмся от медицины, но останемся в координатах будущего и актуального.
Тема недели: #композиты

Если кратко, композиты — это будущее всех вещей. Обычно все говорят про армированные композиты, то есть матричные материалы, армированные высокопрочными волокнами других материалов (например, железобетон).

Их фишка в том, что такое сочетание несочетаемого дает супер-эффективный микс: такие материалы легче, чем традиционные, но так же прочны. И вообще сильно их превосходят, но об этом позже.

Сегодня композиты везде: в авиации и космосе, строительстве, автопроме, медицине, ветроэнергетике, даже в спорте. Недавно видела у хоккеистов карбоновые клюшки, и поняла, что в институте надо было внимательнее изучать материаловедение. Видимо, материаловеды скоро будут очень высокооплачиваемыми специалистами.😉

#будущее #карбон #материаловедение

​​А вот и те самые клюшки хоккеистов из карбона. Футуристично!

Кстати, по прогнозу, мы будем потреблять композиты в 10 раз больше уже в ближайшие годы. Для примера: рынок стали растет на 2.0-1.8% в год, композиты в целом — на 4%, углекомпозиты — на 11%.❗️

#будущее #карбон #материаловедение #спорт

​​Выше я упоминала карбон, теперь расскажу подробнее.

🔺В двух словах, карбон — это синоним углеродного волокна. Он состоит из тысяч (от 1 до 50к тончайших волосков (филаментов).

🔺Сначала карбон использовали для ракетных двигателей, потому что он круче обычных материалов (например, стали). Сегодня из него действительно делают много всего — от удочек и мостов до деталей интерьера.

🔺В любой дорогой современной машине вы точно найдете карбон. У композитного кузова больше жесткость на кручение (то есть он безопаснее) и совсем нет коррозии (нормативные сроки использования: 50-100 лет!). Плюс, лёгкие материалы помогают тратить меньше топлива.

🔺Казалось бы, одни плюсы. И произвести кузов из карбона — по затратам примерно то же, что и сделать его из стали.

🔺Но сам карбон дорого производить. При всех своих уникальных свойствах он часто (но далеко не везде) выходит дороже в лоб. Хотя он постоянно дешеевет за счёт объёмов и развития технологий, и дает эффекты на долгом жизненном цикле.

🔺Да и дороговизна производства — вполне решаемая проблема. В Германии работает целый проект MAI Carbon. Он включает более 70 компаний, институтов и лабораторий (в том числе Audi и BMW) и стремится уменьшить стоимость производства. Его руководитель Клаус Дрекслер говорит, что можно делать углеволокно на 90% дешевле.

Что ж, ждем революции!

#будущее #карбон #материаловедение #автопром

Отвлекусь от карбона.
Помните, совсем недавно мы обсуждали #КвантовыеКомпьютеры, и уже спустя пару недель Google презентует его! По сравнению с Саммитом от IBM (самым мощным на сегодня) этот продукт — монстр. За 3 минуты 20 секунд он выполняет столько же, сколько Саммит просчитывал бы 10000 лет.

Прокомментировать эту новость я попросила кандидата физико-математических наук Леонида Федичкина:

"По значимости и достоверности эту новость я бы сравнил с новостью столетней давности о достижении Северного полюса в эпоху покорения Арктики.

Команда достаточно квалифицирована, чтобы создать такой компьютер, но, как и для освоения Арктики, нужны ещё десятилетия упорной работы, чтобы человечество почувствовало эффект от этого открытия.

России предстоит догонять — пока мы отстаём на 5-10 лет от лидирующих мировых лабораторий. Но всё не совсем безнадёжно — некоторые наши исследователи сейчас работают на современном уровне. Не хватает только оборудования, финансирования".

Кстати, с научной статьей, описывающей открытие (и удаленной из сети), можно ознакомиться вот по этой ссылке. Ибо кэш помнит всё. А официальное заявление здесь: https://www.nature.com/articles/d41586-019-03213-z

#технологии #будущее

Несколько дней назад в Москве на форуме «Композиты без границ» презентовали новенькие BMW (частично сделанные из композитов) и нашу разработку — образец электрокара Aviar R67. Он сделан на платформе Tesla и в стилистике культового Ford Mustang 60-х.
А кузов, несмотря на дороговизну, сделан полностью из карбона!
Красавец, да?
Первый такой⬆️

#будущее #карбон #материаловедение #спорт

Продолжая тему инноваций в автопроме — кое-что о российской технологии, которая сорвала овации с первого захода.

Юматекс + нескольких других российских компаний + РГСУ совсем недавно с помощью 3D-моделирования сделали карбоновый обвес для мотоцикла. У его улучшенная аэродинамика, а это самое ключевое и технологически крутое, Hi-End!

Технологию тестили в сентябре на байк-Чемпионате мира в Портимао. Пилот команды Kawasaki Puccetti Racing Топрак Разгатлиоглу ускорился на 3-4км/ч (это много в гонках), и мировая федерация допустила в чемпионат обвес. А уже на следующем этапе ЧМ во Франции на этом обвесе Топрак впервые в истории команды (и свой карьере) взял 1 место🥇. Причём в 2 гонках из 3! В третьей тоже мог бы победить, но помешала авария.

Боссы из Kawasaki очень заинтересовались разработкой, и весь следующий сезон команда будет покупать только наш обвес. Плюс, есть перспектива стать партнерами Kawasaki в производстве серийных байков. 👍

#спорт #автопром #технологии

​​Ещё одна фантастическая новость из мира технологий (и права) — ФСБ одобрила электронные симкарты. Теперь виртуальный оператор Easy4 наконец начнет распространять eSIM на сетях Tele2.

Что такое е-симка

Это чип, впаянный прямо в материнскую плату смартфона. С его помощью, через приложение, можно выбирать любого оператора связи и тарифный план (как в роуминге, так и внутри страны). То есть не надо больше ходить в офисы, чтобы поменять симку, или тратить кучу денег в роуминге — можно просто переключить оператора.👍В общем, это то самое будущее, которое уже здесь.

Как получить:

С паспортом пойти в один из салонов Tele2 (но пока их кол-во ограничено, всё в тестовом режиме. Обещают попозже сделать и получение eSIM дистанционным). А затем нужно пройти идентификацию через портал Госуслуг (есть вариант с электронной подписью или оформление договора в приложении EasyID).

В чём загвоздка:

👎 Так же, как и ФСБ этой весной, участники рынка встретили eSIM без особого энтузиазма (разумеется, ведь это потенциальные убытки). У Easy4 уже есть контракты с МТС и Мегафоном, но условия зверские: договор позволяет е-симке пользоваться услугами операторов на строго ограниченных территориях в случае ЧП. Билайн пока вообще никаких договоров не заключал.

👎 Вторая проблема — пока не так много моделей гаджетов, которые поддерживают eSIM. Это: Apple Watch с поддержкой LTE и самые недавние айфоны (iPhone XR, XS и XS Max, iPhone 11 и iPhone 11 Pro).

У Samsung пока есть только умные часы Gear S2 Classic 3G. Ещё поддержка eSIM есть в Xiaomi Mi Note 3 и Mi Max 3 с введением MIUI 10 версии 8.9.20. Здесь е-симка не закреплена в материнской плате и работает за счёт ПО.

👎 Ну и третий недостаток — всё ещё нет законов, регулирующих использование eSIM. А законы принимаются долго и тяжело (пока обещают всё сделать к январю 2020-го).

Какое у этого будущее:

Потенциально — отличное, как только уладятся все «инфраструктурные» вопросы. ESIM уже отлично функционируют в США, Великобритании, Канаде, Австралии, нескольких странах ЕС, Индии, Кувейте, ОАЭ, Бразилии и др.👍

#технологии #гаджеты

Традиционно закрываю тему недели #Композиты рубрикой #СпрашиваетШугаева.

Об уникальности композитов и о перспективах современных российских материалов рассказывает гендиректор UMATEX Group Александр Тюнин.

Саша, знаю, что у тебя сегодня день рождения! Поздравляю! И пусть российские композиты завоюют международный рынок👌🏻

Освоить Арктику и построить мост с Сахалина на континент с помощью композитов?
Легко.

Из интервью Андрея Ушакова, гендиректора «АпАТэК – Прикладные перспективные технологии» (одними из первых стали масштабно применять композиты на гражданском уровне, а на международной выставке JEC Composites Show в Париже АпАТэК три раза сорвал Гран-при, вырвав его, в том числе, у Boeing).

О важных открытиях:

🤘В 1993-95 в России появилась композитная накладка для изолирующих стыков жд-путей. Эта инфраструктура (с точки зрения применения композитов) — самая передовая в мире.

🤘Ещё важные проекты — первый в России цельнокомпозитный мост (все элементы которого изготовлены из стеклопластика - 2004 год) и первый в мире танк-контейнер для перевозки особо опасных грузов (2015)

О крутых перспективах:

🤘Пока одно из самых захватывающих направлений для композитов — строительство мостов. Нынешние материалы не позволяют делать даже длинные мостовые пролеты, то есть мост, скажем, от Сахалина до континента не построишь. А вот с помощью композитных балок — вполне.

Плюс, это единственный нормальный способ организации движения высокоскоростных поездов. На западе пока используют балластную призму, то есть укладывают балласт прямо на землю. В Китае в ходу эстакады, которые наносят вред окружающей среде. «Композитное» решение — самое эффективное и экологически безопасное.

🤘 Ещё одно неочевидное направление — это освоение Арктики. Сейчас много об этом говорят, но нет подходящих строительных материалов. Если делать все из бетона, то когда добыча закончится, город превратится в руины. А вот если материал легкий, транспортабельный и тд, то города могут перемещаться вместе с людьми. За полярным кругом уже начинают тестить композиты.

#строительство #Арктика #материаловедение #композиты