scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2713-0428-19-3E-52-58scbmt-1510Research ArticleМЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙMETHODS AND TECHNOLOGIES OF BIOMEDICAL RESEARCHСоздание методом 3D-печати тканеинженерной конструкции, предназначенной для замещения дефектов хрящевой ткани3D Printing of a Tissue-Engineered Structure Intended to Replace Cartilage DefectsМачулинС. А.MachulinS. A.

Мачулин Семён Александрович

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Semen A. Machulin

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

machulin_s@rambler.ruАстрелинаТ. А.AstrelinaT. A.

Астрелина Татьяна Алексеевна - кандидат медицинских наук, профессор.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Tatiana A. Astrelina - Dr. Sci. (Med.), Prof.

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

t_astrelina@mail.ruУсупжановаД. Ю.UsupzhanovaD. Yu.

Усупжанова Дарья Юрьевна - кандидат биологических наук.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Daria Yu. Usupzhanova - Cand. Sci. (Biol.).

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

usupzhanova94@mail.ruЗавьяловА. О.ZavialovA. O.

Завьялов Антон Олегович

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Anton O. Zavialov

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

antonzavyal@yandex.ruМаливановаТ. Ф.MalivanovaT. F.

Маливанова Татьяна Фёдоровна - кандидат медицинских наук.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Tatiana F. Malivanova - Cand. Sci. (Med.)

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

tmalivanova@yandex.ruГоловковаА. И.GolovkovaА. I.

Головкова Анастасия Игоревна

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Anastasia I. Golovkova

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

nikidan88@mail.ruКобзеваИ. В.KobzevaI. V.

Кобзева Ирина Владимировна - кандидат медицинских наук.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Irina V. Kobzeva - Cand. Sci. (Med.).

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

irina-kobzeva@yandex.ruСучковаЮ. Б.SuchkovaYu. B.

Сучкова Юлия Борисовна - кандидат медицинских наук.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Yulia B. Suchkova - Cand. Sci. (Med.).

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

yuls11349@yandex.ruБрунчуковВ. А.BrunchukovV. A.

Брунчуков Виталий Андреевич

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Vitaliy A. Brunchukov

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

brunya2008@yandex.ruРасторгуеваА. А.RastorguevaA. A.

Расторгуева Анна Андреевна

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Anna A. Rastorgueva

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

rastorgueva.ann@gmail.comНикитинаВ. А.NikitinaV. А.

Никитина Виктория Андреевна

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Viktoria A. Nikitina

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

nikitinava@yandex.ruЛомоносоваЕ. Е.LomonosovaE. E.

Ломоносова Елена Евгеньевна

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Elena E. Lomonosova

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

mrs.lomonosova@gmail.comМихадаркинаО. Г.MihadarkinaO. G.

Михадаркина Ольга Геннадьевна

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Olga G. Mihadarkina

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

olya1019988@mail.ruСамойловА. С.SamoilovA. S.

Самойлов Александр Сергеевич - кандидат медицинских наук, чл.корр. РАН, профессор РАН.

123182, Москва, ул. Живописная, 46

Alexandr S. Samoilov - Dr. Sci. (Med.), Corr. Member of the RAS, Prof. of the RAS.

123182, Moscow, Zhivopisnaya Str., 46

fmba@fmba.gov.ruФГБУ «Государственный научный центр Российской Федерации — Федеральный медицинский биофизический центр имени А.И. Бурназяна» ФМБА РоссииРоссияState Scientific Center of the Russian Federation — Federal Medical Biophysical Center named after A.I. Burnazyan of the Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian Federation202320112023193E5258Copyright © Мачулин С.А., Астрелина Т.А., Усупжанова Д.Ю., Завьялов А.О., Маливанова Т.Ф., Головкова А.И., Кобзева И.В., Сучкова Ю.Б., Брунчуков В.А., Расторгуева А.А., Никитина В.А., Ломоносова Е.Е., Михадаркина О.Г., Самойлов А.С., 20232023Мачулин С.А., Астрелина Т.А., Усупжанова Д.Ю., Завьялов А.О., Маливанова Т.Ф., Головкова А.И., Кобзева И.В., Сучкова Ю.Б., Брунчуков В.А., Расторгуева А.А., Никитина В.А., Ломоносова Е.Е., Михадаркина О.Г., Самойлов А.С.Machulin S.A., Astrelina T.A., Usupzhanova D.Y., Zavialov A.O., Malivanova T.F., Golovkova А.I., Kobzeva I.V., Suchkova Y.B., Brunchukov V.A., Rastorgueva A.A., Nikitina V.А., Lomonosova E.E., Mihadarkina O.G., Samoilov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/1510

В данной статье описан процесс разработки тканеинженерной конструкции, отвечающей необходимым для замещения дефектов хрящевой ткани параметрам биосовместимости и биодеградации. Представленное исследование выполнено с использованием технологии 3D-биопринтинга, являющейся на данный момент одним из наиболее исследуемых направлений в медицине. Хрящевая ткань, как известно, не способна к полноценной регенерации возникающих повреждений из-за особенностей своего строения. Применяемые на сегодня методы лечения артрозов имеют ряд ограничений и недостатков, вследствие чего исследования, направленные на разработку альтернативных методов лечения артрозов, приобретают всё большую актуальность. Для создания тканеинженерных конструкций методом 3D-биопечати используются материалы, сертифицированные для использования в медицинских целях, а также обладающие свойствами биосовместимости и биодеградации. В частности, полилактид (PLA) и альгинат натрия удовлетворяют вышеописанным требованиям, а кроме того, их экономическая доступность и распространённость делает их одними из самых популярных материалов для 3D-биопечати.

This article describes the process of developing a tissue-engineered structure that meets the biocompatibility and biodegradation parameters necessary for replacing cartilage tissue defects. The study was carried out using 3D bioprinting technology, which represents a promising research direction in the biomedical field. It is known that, due to the specifics of its structure, cartilage tissue is not capable of complete regeneration of damage. The methods currently used for treating arthrosis are associated with a number of limitations and disadvantages, which makes research aimed at developing alternative methods for arthrosis treatment particularly relevant. The development of tissue-engineered structures by 3D bioprinting requires the materials not only certified for medical use but also exhibiting biocompatibility and biodegradation properties. Polylactide (PLA) and sodium alginate satisfy the above requirements; moreover, their availability and economic affordability make them one of the most popular materials for 3D bioprinting.

3D-биопечатьальгинатполилактидтканеинженерная конструкциядефекты хрящевой ткани3D bioprintingalginatepolylactidetissue-engineered structurecartilage tissue defectsReferencesAntich C., de Vicente J., Jiménez G., et al. Bio-inspired hydrogel composed of hyaluronic acid and alginate as a potential bioink for 3D bioprinting of articular cartilage engineering constructs. Acta Biomaterialia. 2020; 106:114–123. DOI: 10.1016/j.actbio.2020.01.046.Antich C., de Vicente J., Jiménez G., et al. Bio-inspired hydrogel composed of hyaluronic acid and alginate as a potential bioink for 3D bioprinting of articular cartilage engineering constructs. Acta Biomaterialia. 2020; 106:114–123. DOI: 10.1016/j.actbio.2020.01.046.Fatimi A., Okoro O.V., Shavandi A. Biopolymer-Based Hydrogels for 3D Bioprinting. Mater. Proc. 2021;7:19. DOI: 10.3390/IOCPS2021-11284.Fatimi A., Okoro O.V., Shavandi A. Biopolymer-Based Hydrogels for 3D Bioprinting. Mater. Proc. 2021;7:19. DOI: 10.3390/IOCPS2021-11284.Kačarević Ž.P., Rider P.M., Alkildani S., Retnasingh S., Challenges and Future Aspects. Materials (Basel). 2018;11:2199. DOI: 10.3390/ma11112199.Kačarević Ž.P., Rider P.M., Alkildani S., Retnasingh S., Challenges and Future Aspects. Materials (Basel). 2018;11:2199. DOI: 10.3390/ma11112199.Saini G., Segaran N., Mayer J.L., Saini A., Albadawi H., Oklu R. Applications of 3D Bioprinting in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. J. Clin. Med. 2021;10(21):4966. DOI: 10.3390/jcm10214966.Saini G., Segaran N., Mayer J.L., Saini A., Albadawi H., Oklu R. Applications of 3D Bioprinting in Tissue Engineering and Regenerative Medicine. J. Clin. Med. 2021;10(21):4966. DOI: 10.3390/jcm10214966.Shiwarski D.J., Hudson A.R., Tashman J.W., Feinberg A.W. Emergence of FRESH 3D printing as a platform for advanced tissue biofabrication. APL Bioeng.Shiwarski D.J., Hudson A.R., Tashman J.W., Feinberg A.W. Emergence of FRESH 3D printing as a platform for advanced tissue biofabrication. APL Bioeng.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.