W dążeniu do uczynienia produkcji biomateriałów bardziej dostępną, badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley łączą 2D drukowanie bioprintingu, robota do montażu 3D oraz natychmiastowe zamrażanie w metodzie, która może w przyszłości umożliwić drukowanie żywych tkanek, a nawet całych organów. Drukując organy w formie cienkich arkuszy tkanek, a następnie je zamrażając i układając jeden na drugim, nowa technologia poprawia przeżywalność komórek biologicznych zarówno podczas druku, jak i dalszego przechowywania.
Biomateriały mają ogromny potencjał dla medycyny przyszłości. Drukowanie w 3D przy użyciu własnych komórek macierzystych pacjenta pomoże w tworzeniu organów do przeszczepów, które będą w pełni kompatybilne i nie wywołają odrzutu.
Problem polega na tym, że obecne metody bioprintingu są powolne i nie bardzo dobrze skalują, ponieważ komórkom trudno jest przeżyć proces druku bez bardzo ścisłej kontroli temperatury i środowiska chemicznego. Dodatkową trudność stanowią dalsze przechowywanie i transport wydrukowanych tkanek.
Aby pokonać te problemy, zespół z Berkeley postanowił zrównoleglić proces druku i podzielić go na sekwencyjne etapy. To znaczy, zamiast drukować cały organ jednocześnie, tkanki są drukowane jednocześnie w dwuwymiarowych warstwach, które następnie są układane przez robota w celu stworzenia ostatecznej trójwymiarowej struktury.
To podejście już przyspiesza proces, ale aby zmniejszyć śmierć komórek, warstwy natychmiast zanurza się w kąpieli kriogenicznej, aby je zamrozić. Według zespołu znacząco optymalizuje to warunki przetrwania wydrukowanych materiałów podczas przechowywania i transportu.
„Obecnie biotypowanie jest wykorzystywane głównie do tworzenia małych objętości tkanki”, mówi Boris Rubinsky, profesor inżynierii mechanicznej. „Problem z druku 3D w biotypowaniu polega na tym, że jest to bardzo wolny proces, przez co nie można wydrukować nic dużego, ponieważ materiały biologiczne wyginą, zanim skończysz. Jednym z naszych innowacji jest to, że zamrażamy tkanki w trakcie ich druku, aby materiał biologiczny pozostał zachowany.”
Zespół przyznaje, że takie wielowarstwowe podejście do druku 3D nie jest nowe, ale jego zastosowanie w biomateriałach stanowi innowację. Pozwala to na drukowanie warstw w jednym miejscu, a następnie transportowanie ich w inne miejsce do montażu.
Oprócz tworzenia tkanek i organów, ta technika ma także inne zastosowania, na przykład w produkcji mrożonych artykułów spożywczych na skalę przemysłową.
Badanie zostało opublikowane w .
Źródło: 3dnews.ru
