שיטת הערימה הדו מימדית מקרבת צעד נוסף את האפשרות להדפיס איברים חיים

במאמץ להפוך את ייצור החומרים הביולוגיים לנגישים יותר, חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי משלבים הדפסה ביולוגית דו-ממדית, זרוע רובוטית להרכבה תלת-ממדית והקפאת הבזק בשיטה שיום אחד תוכל לאפשר הדפסה של רקמה חיה ואף איברים שלמים. על ידי הדפסת איברים ליריעות דקיקות של רקמה, ולאחר מכן הקפאתם וערימתם ברצף, הטכנולוגיה החדשה משפרת את יכולת השרידות של תאים ביולוגיים הן במהלך ההדפסה והן במהלך האחסון שלאחר מכן.

לביו-חומרים יש פוטנציאל עצום לרפואה עתידית. הדפסת תלת מימד באמצעות תאי גזע של המטופל עצמו תסייע ביצירת איברים להשתלה התואמים לחלוטין ולא יגרמו לדחייה.

הבעיה היא ששיטות ההדפסה הביולוגית הנוכחיות הן איטיות ואינן מתרחבות היטב, כי לתאים יש קושי לשרוד את תהליך ההדפסה ללא שליטה הדוקה מאוד על הטמפרטורה והסביבה הכימית. כמו כן, מורכבות נוספת מוטלת על ידי אחסון והובלה נוספת של בדים מודפסים.

כדי להתגבר על הבעיות הללו, צוות ברקלי החליט לעשות במקביל את תהליך ההדפסה ולחלק אותו לשלבים עוקבים. כלומר, במקום להדפיס איבר שלם בבת אחת, רקמות מודפסות בו-זמנית בשכבות דו-ממדיות, אשר לאחר מכן מונחות על ידי זרוע רובוטית ליצירת המבנה התלת-ממדי הסופי.

גישה זו כבר מזרזת את התהליך, אבל כדי להפחית את מוות התא, השכבות טובלות מיד באמבט קריוגני כדי להקפיא אותן. לדברי הצוות, זה מייעל באופן משמעותי את התנאים לשרידות החומרים המודפסים במהלך האחסון וההובלה.

"כיום, הדפסה ביולוגית משמשת בעיקר ליצירת נפחים קטנים של רקמות", אומר בוריס רובינסקי, פרופסור להנדסת מכונות. "הבעיה עם הדפסה ביולוגית תלת מימדית היא שזה תהליך איטי מאוד, כך שלא תוכל להדפיס שום דבר גדול כי החומרים הביולוגיים ימותו עד שתסיים. אחד החידושים שלנו הוא שאנחנו מקפיאים את הרקמה תוך כדי הדפסה, כך שהחומר הביולוגי נשמר".

הצוות מודה שגישה רב-שכבתית זו להדפסת תלת מימד אינה חדשה, אך היישום שלה לחומרים ביולוגיים הוא חדשני. זה מאפשר להדפיס שכבות במיקום אחד ולאחר מכן להעביר למקום אחר להרכבה.

בנוסף ליצירת רקמות ואיברים, יש לטכניקה זו יישומים נוספים, כמו בייצור מזון קפוא בקנה מידה תעשייתי.

המחקר פורסם ב כתב עת למכשור רפואי.

מקור: 3dnews.ru