Met de ambitie om de productie van biomaterialen toegankelijker te maken, combineren onderzoekers van de Universiteit van Californiƫ in Berkeley 2D-bioprinting, een robotarm voor 3D-samenstellingen en directe bevriezing in een methode die het ooit mogelijk kan maken om levende weefsels en zelfs hele organen te printen. Door organen te printen in de vorm van dunne weefselvellen, deze vervolgens te bevriezen en ze fasegewijs op elkaar te leggen, verbetert de nieuwe technologie de overlevingskansen van biocellen zowel bij het printen als bij verdere opslag.
Biomaterialen hebben enorm veel potentieel voor de geneeskunde van de toekomst. 3D-printen met de eigen stamcellen van de patiƫnt zal helpen bij het creƫren van organen voor transplantatie die volkomen compatibel zullen zijn en geen afstotingsreactie zullen veroorzaken.
Het probleem is dat de huidige bioprintmethoden traag zijn en niet goed opschaalbaar, omdat het voor cellen moeilijk is om het printproces te overleven zonder zeer strikte controle van temperatuur en chemische omgeving. Ook het verdere opslag en transport van de geprinte weefsels brengt extra complicaties met zich mee.
Om deze problemen te overwinnen heeft het team in Berkeley besloten om het printproces te paralleliseren en het op te splitsen in opeenvolgende fasen. In plaats van het hele orgaan in ƩƩn keer te printen, worden de weefsels gelijktijdig geprint in tweedimensionale lagen, die vervolgens door een robotarm worden gestapeld om de uiteindelijke driedimensionale structuur te creƫren.
Deze aanpak versnelt het proces al, maar om de celsterfte te verminderen, worden de lagen onmiddellijk ondergedompeld in een cryogene bad om ze te bevriezen. Volgens het team optimaliseert dit aanzienlijk de voorwaarden voor het overleven van de geprinte materialen tijdens opslag en transport.
"Momenteel wordt bioprinting voornamelijk gebruikt voor het creƫren van beperkte hoeveelheden weefsel," zegt Boris Rubinsky, professor in de werktuigbouwkunde. "Het probleem met 3D-bioprinting is dat het een zeer langzaam proces is, waardoor je niets groots kunt printen, omdat de biologische materialen doodgaan tegen de tijd dat je klaar bent. Een van onze innovaties is dat we de weefsels bevriezen terwijl ze worden geprint, zodat het biologisch materiaal behouden blijft."
Het team erkent dat een dergelijke gelaagde benadering van 3D-printen niet nieuw is, maar de toepassing ervan op biomaterialen is innovatief. Hierdoor kunnen lagen op Ć©Ć©n locatie worden geprint en vervolgens naar een andere locatie worden getransporteerd voor assemblage.
Naast het creƫren van weefsels en organen, heeft deze techniek ook andere toepassingen, bijvoorbeeld in de productie van diepgevroren voedingsmiddelen op grote schaal.
De studie werd gepubliceerd in .
Bron: 3dnews.ru
