УСТРОЙСТВО И СПОСОБ МАГНИТНОЙ ФАБРИКАЦИИ

1. Способ биофабрикации трехмерных конструктов из биоматериала в космическом пространстве, включающий следующие последовательные этапы:
- активация биоматериала, заключенного в неадгезивный термообратимый биосовместимый гидрогель внутри камеры биофабрикации, путем его охлаждения до температуры золь-гель перехода,
- перетеснение питательной среды, содержащей парамагнитные соли, в камеру биофабрикации,
- помещение камеры биофабрикации в магнитную систему биопринтера для магнитной левитационной сборки так, чтобы рабочий объем указанной камеры находился в центре неоднородного магнитного поля, создаваемого магнитной системой биопринтера;
причем магнитную левитационную сборку осуществляют в центральной области неоднородного магнитного поля с наименьшими параметрами напряженности поля из хаотично распределенного в рабочем объеме камеры биофабрикации биоматериала, растворенного в питательной среде с парамагнитными свойствами,
- фиксация полученного трехмерного конструкта путем перетеснения фиксирующего раствора в камеру биофабрикации.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что в качестве биоматериала используют тканевые сфероиды или клетки.
3+
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что питательная среда с парамагнитными по отношению к биоматериалам свойствами содержит соли гадолиния (Gd).
4. Способ по п. 1, в котором гидрогель имеет температуру золь-гель перехода 15-17°С так, при температуре выше температуры перехода гидрогель имеет структуру золя, а при температуре ниже температуры перехода гидрогель имеет структуру геля.
5. Кювета для биофабрикации трехмерных конструктов из биоматериала в космическом пространстве способом по п. 1, содержащая
- камеру биофабрикации,
- по меньшей мере, одну емкость для фиксирующего раствора,
- по меньшей мере, одну емкость для питательной среды с парамагнитными свойствами,
причем каждая из емкостей имеет поршень для перетеснения, соответственно, фиксирующего раствора или питательной среды с парамагнитными свойствами, и соединена с камерой биофабрикации через канал с клапанным узлом для перетеснения фиксирующего раствора или питательной среды с парамагнитными свойствами в камеру биофабрикации, соответственно,
причем емкости и камера биофабрикации выполнены с возможностью герметичного закрывания.
6. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что клапан клапанного узла емкости для фиксирующего раствора выполнен по принципу поршня, а клапан клапанного узла емкости для питательного раствора выполнен по принципу ниппельного клапана.
7. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что она имеет внутренний корпус, представляющий собой цельнолитую деталь, причем емкости с рабочими растворами сконфигурированы в верхней части корпуса, а камера биофабрикации сконфигурирована в нижней части корпуса.
8. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что на нижней части внутреннего корпуса коаксиально установлены труба внутренняя, труба наружная, при этом один из торцов трубы наружной соединен со съемной крышкой, а внутри трубы внутренней установлен компенсатор.
9. Кювета по п. 8, характеризующаяся тем, что стенки трубы внутренней и трубы наружной выполнены из оптически прозрачного материала.
10. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что на верхней части внутреннего корпуса установлен внешний корпус, соединенный с внутренним корпусом посредством фиксирующих элементов с возможностью их разъема.
11. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что стенки камеры биофабрикации выполнены из оптически прозрачного материала.
12. Кювета по п. 5, характеризующаяся тем, что она включает одну емкость для фиксирующего раствора и одну емкость для питательной среды с парамагнитными свойствами.
13. Биопринтер для фабрикации трехмерных конструктов из биоматериала в космическом пространстве, включающий
- основание, выполненное в сечении в виде полуокружности, в котором радиально расположена по меньшей мере одна магнитная система, которая состоит из, по меньшей мере, двух соединенных одноименными полюсами неодимовых кольцевых магнитов,
при этом на внешней поверхности основания расположен, по меньшей мере, один портал с закрепленной на нем диафрагмой для установки кюветы по любому из пп. 5-12 в магнитную систему так, чтобы рабочий объем указанной камеры находился в центре неоднородного магнитного поля, создаваемого магнитной системой,
- боковые, передний и задний защитные экраны, расположенные со всех сторон биопринтера, для экранирования магнитного поля.
14. Биопринтер по п. 13, характеризующийся тем, что в центре магнитной установки перпендикулярно оси кольцевых магнитов расположено сквозное отверстие для наблюдения за процессом фабрикации, а на переднем защитном экране напротив соответствующих отверстий для наблюдения за процессом фабрикации установлены цифровые камеры для мониторинга и фиксирования процесса фабрикации конструктов.
15. Биопринтер по п. 13, характеризующийся тем, что содержит шесть магнитных установок.
16. Биопринтер по п. 13, характеризующийся тем, что дополнительно содержит блок освещения для освещения процесса фабрикации, регистратор температуры для регистрации температуры в камере биофабрикации и блок питания для всех электрических компонентов биопринтера.
17. Биопринтер по п. 13, характеризующийся тем, что дополнительно содержит декоративные панели, расположенные с обеих сторон основания и установленные на переднем и заднем защитных экранах.
18. Биопринтер по п. 13, характеризующийся тем, что геометрия кольцевых магнитов и геометрия сквозного отверстия выбирается исходя из требуемой формы конструкта.
19. Применение кюветы по любому из пп. 8-12 для доставки биоматериалов в космическое пространство, а также для фиксации и возврата полученных трехмерных конструктов на Землю.
20. Применение по п. 19, в котором биоматериал помещают в камеру биофабрикации кюветы вместе с неадгезивным термообратимым и биосовместимым гидрогелем, характеризующимся температурой золь-гель перехода 10-17°С так, что при температуре выше температуры перехода гидрогель имеет структуру золя, а при температуре ниже температуры перехода гидрогель имеет структуру геля.
21. Способ доставки биоматериала в космическое пространство для биофабрикации трехмерных конструктов, в котором биоматериал помещают в емкость с неадгезивным термообратимым и биосовместимым гидрогелем, характеризующимся температурой золь-гель перехода 15-17°С так, что при температуре выше температуры перехода гидрогель имеет структуру геля, а при температуре ниже температуры перехода гидрогель имеет структуру золя.
22. Способ по п. 21, в котором в качестве гидрогеля используют гель на основе сополимера поли-N-изопропилакриламида и полиэтиленгликоля (PNIPAAm-PEG).
23. Способ по п. 21, в котором емкость представляет собой камеру биофабрикации кюветы по любому из пп. 5-12.