Компания Colossal Biosciences вывела 26 цыплят с помощью 3D-печатных яиц
Шерстистые мамонты, ужасные волки, дронты — список вымерших животных, с которыми связана компания Colossal Biosciences, уже внушителен. Теперь она добавила к этому ряду необычный проект. Исследователи Colossal сообщили, что им удалось успешно вывести 26 живых цыплят, используя систему искусственных яиц, которая сочетает силиконовые мембраны с 3D-печатной скорлупой, воссоздающей некоторые условия внутри натурального яйца.
Некоторые прототипы скорлупы были изготовлены на принтере Formlabs Form 4 из фотополимера BioMed Black Resin. Позднее появились версии, напечатанные из титана. Специалисты из Далласа считают, что технология в перспективе поможет в сохранении исчезающих видов птиц и поддержит усилия по «воскрешению» видов, напоминающих вымерших птиц, таких как дронт или гигантская моа. Для таких видов, как гигантская моа, искусственные инкубационные системы могут оказаться критически важными, ведь ни одна живущая сегодня птица неспособна естественным образом высидеть яйцо такого размера.
Как и в случае с предыдущими анонсами, эта новость привлекла внимание далеко за пределами мира биотехнологий. В конце концов, появление птенцов из синтетических яиц, созданных в лаборатории, звучит как сюжет из романа Майкла Крайтона. Однако за научно-фантастическими заголовками стоит история об инкубации, газообмене, материаловедении и растущей роли передового производства в биотехнологиях.
Проект привлёк внимание в сети после того, как вице-президент Microsoft Мохак Шрофф посетил лабораторию экзогенного развития Colossal и описал «3D-печатную скорлупу и газопроницаемую мембрану», созданные для того, чтобы «переизобрести яйцо» с помощью технологий. По словам Шроффа, учёные Colossal объяснили, как система была спроектирована для воссоздания среды, необходимой эмбрионам для выживания и развития вне естественной скорлупы.
Разработанная Colossal система искусственной инкубации — это не просто пластиковое яйцо, а инженерная конструкция, имитирующая ключевые функции натуральной яичной скорлупы в процессе развития эмбриона.
В обычном птичьем яйце скорлупа выполняет гораздо больше функций, чем просто защита. Она контролирует поступление кислорода, влагообмен, газообмен и передачу кальция во время развития. Исследователи десятилетиями пытались воссоздать условия внутри натурального яйца, но точная имитация газообмена, влажности, передачи минералов и защиты эмбриона оказалась чрезвычайно сложной задачей.
Система Colossal использует мягкую силиконовую мембрану и жёсткую 3D-печатную скорлупу, имитирующие некоторые ключевые функции настоящей скорлупы. Цель — создать среду, в которой эмбрионы могут дышать, расти и нормально развиваться даже без естественной оболочки. В итоге вылупились 26 цыплят.
В Colossal заявляют, что технология может однажды помочь в возвращении вымерших видов. Но у системы есть и более практичное применение: защита исчезающих птиц. Искусственные яйца помогут природоохранным организациям высиживать повреждённые, брошенные, слишком хрупкие или трудно инкубируемые в естественных условиях яйца. И это само по себе было бы огромным достижением.
Во всём мире многие программы по сохранению видов уже используют инкубаторы. Например, калифорнийские кондоры во многом выжили благодаря искусственной инкубации и программам разведения в неволе. Но птичьи эмбрионы крайне чувствительны. Небольшие изменения уровня кислорода, влажности или воздушного потока внутри яйца могут означать разницу между жизнью и смертью для развивающегося птенца.
И здесь часто и находит своё место аддитивное производство.
Традиционное производство плохо справляется с постоянными изменениями и кастомизацией. У разных видов птиц различаются форма яиц, толщина скорлупы и требования к инкубации. 3D-печать позволяет исследователям гораздо быстрее вносить изменения и тестировать новые конструкции без необходимости каждый раз создавать новые пресс-формы или инструменты.
Проект также демонстрирует, как 3D-печать всё активнее внедряется в биотехнологии. Исследователи уже используют технологию для создания тканевых структур, моделей органов, хирургических инструментов и кастомизированных медицинских устройств. Искусственные инкубационные системы могут пополнить этот список. Работа показывает, как биология и производство всё теснее переплетаются. И в данном случае один из крупнейших прорывов для 3D-печати может заключаться в создании искусственной среды, достаточно тонко организованной для поддержания жизни.
Применение в России и СНГ
Разработка Colossal Biosciences в первую очередь касается сферы биотехнологий, но её ключевой элемент — технология 3D-печати — имеет прямое отношение к российскому рынку. Аддитивное производство в России активно используется в научных институтах и лабораториях, в том числе для создания специализированной оснастки и экспериментальных устройств. Сама концепция — печать сложных, персонализированных конструкций с заданными параметрами газопроницаемости — вполне применима в отечественных биотехнологических и ветеринарных проектах. Кроме того, российские компании, специализирующиеся на 3D-печати металлами (SLM, DMLS), уже обладают компетенциями для изготовления титановых компонентов, подобных тем, что использовались в прототипах Colossal. Хотя прямого аналога проекта по «воскрешению» видов в России пока нет, опыт интеграции 3D-печати в сложные биомедицинские и природоохранные задачи может быть востребован отечественными научными группами, работающими в области репродуктологии птиц и сохранения биоразнообразия. Схожие задачи уже решались в России — например, при 3D-печати лопаток с реверс-инжинирингом для пищевой промышленности, что подтверждает готовность отечественных компаний к созданию сложных кастомизированных деталей.
