Σε μια προσπάθεια να κάνουν την παραγωγή βιοϋλικών πιο προσιτή, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ συνδυάζουν τη βιοεκτύπωση 2D, έναν ρομποτικό βραχίονα για 3D συναρμολόγηση και το flash freezing σε μια μέθοδο που μια μέρα θα μπορούσε να επιτρέψει την εκτύπωση ζωντανού ιστού και ακόμη ολόκληρα όργανα. Εκτυπώνοντας τα όργανα σε λεπτά φύλλα ιστού, στη συνέχεια παγώνοντάς τα και στοιβάζοντάς τα διαδοχικά, η νέα τεχνολογία βελτιώνει τη δυνατότητα επιβίωσης των βιοκυττάρων τόσο κατά την εκτύπωση όσο και κατά την επακόλουθη αποθήκευση.
Τα βιοϋλικά έχουν τεράστιες δυνατότητες για μελλοντική ιατρική. Η τρισδιάστατη εκτύπωση χρησιμοποιώντας τα βλαστοκύτταρα του ίδιου του ασθενούς θα βοηθήσει στη δημιουργία οργάνων για μεταμόσχευση που είναι πλήρως συμβατά και δεν θα προκαλέσουν απόρριψη.
Το πρόβλημα είναι ότι οι τρέχουσες μέθοδοι βιοεκτύπωσης είναι αργές και δεν κλιμακώνονται πολύ καλά, επειδή τα κύτταρα δυσκολεύονται να επιβιώσουν στη διαδικασία εκτύπωσης χωρίς πολύ αυστηρό έλεγχο της θερμοκρασίας και του χημικού περιβάλλοντος. Επίσης, πρόσθετη πολυπλοκότητα επιβάλλεται από την περαιτέρω αποθήκευση και μεταφορά των τυπωμένων υφασμάτων.
Για να ξεπεράσει αυτά τα προβλήματα, η ομάδα του Μπέρκλεϋ αποφάσισε να παραλληλίσει τη διαδικασία εκτύπωσης και να τη χωρίσει σε διαδοχικά στάδια. Δηλαδή, αντί να εκτυπωθεί ένα ολόκληρο όργανο ταυτόχρονα, οι ιστοί εκτυπώνονται ταυτόχρονα σε στρώματα XNUMXD, τα οποία στη συνέχεια τοποθετούνται από έναν ρομποτικό βραχίονα για να δημιουργηθεί η τελική τρισδιάστατη δομή.
Αυτή η προσέγγιση ήδη επιταχύνει τη διαδικασία, αλλά για να μειωθεί ο κυτταρικός θάνατος, τα στρώματα βυθίζονται αμέσως σε ένα κρυογονικό λουτρό για να παγώσουν. Σύμφωνα με την ομάδα, αυτό βελτιστοποιεί σημαντικά τις συνθήκες για την επιβίωση του έντυπου υλικού κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά.
«Επί του παρόντος, η βιοεκτύπωση χρησιμοποιείται κυρίως για τη δημιουργία μικρών όγκων ιστού», λέει ο Boris Rubinsky, καθηγητής μηχανολογίας. «Το πρόβλημα με την τρισδιάστατη βιοεκτύπωση είναι ότι είναι μια πολύ αργή διαδικασία, επομένως δεν θα μπορείτε να εκτυπώσετε τίποτα μεγάλο επειδή τα βιολογικά υλικά θα πεθάνουν μέχρι να τελειώσετε. Μία από τις καινοτομίες μας είναι ότι καταψύχουμε τον ιστό καθώς τον εκτυπώνουμε, έτσι διατηρείται το βιολογικό υλικό».
Η ομάδα παραδέχεται ότι αυτή η πολυστρωματική προσέγγιση στην τρισδιάστατη εκτύπωση δεν είναι νέα, αλλά η εφαρμογή της στα βιοϋλικά είναι καινοτόμος. Αυτό επιτρέπει στα στρώματα να εκτυπωθούν σε μια θέση και στη συνέχεια να μεταφερθούν σε άλλη για συναρμολόγηση.
Εκτός από τη δημιουργία ιστών και οργάνων, αυτή η τεχνική έχει και άλλες εφαρμογές, όπως στην παραγωγή κατεψυγμένων τροφίμων σε βιομηχανική κλίμακα.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο .
Πηγή: 3dnews.ru