Starając się uczynić produkcję biomateriałów bardziej dostępną, naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley łączą biodruk 2D, ramię robota do montażu 3D i zamrażanie błyskawiczne w metodzie, która pewnego dnia umożliwi drukowanie żywej tkanki, a nawet całe narządy. Drukując narządy w cienkich arkuszach tkanki, a następnie zamrażając je i układając sekwencyjnie, nowa technologia poprawia przeżywalność biokomórek zarówno podczas drukowania, jak i późniejszego przechowywania.
Biomateriały mają ogromny potencjał dla medycyny przyszłości. Druk 3D z wykorzystaniem własnych komórek macierzystych pacjenta pomoże stworzyć narządy do przeszczepu, które będą w pełni kompatybilne i nie spowodują odrzucenia.
Problem polega na tym, że obecne metody biodruku są powolne i nie dają się zbyt dobrze skalować, ponieważ komórkom trudno jest przetrwać proces drukowania bez bardzo ścisłej kontroli temperatury i środowiska chemicznego. Dodatkową złożoność narzuca także dalsze przechowywanie i transport zadrukowanych tkanin.
Aby przezwyciężyć te problemy, zespół z Berkeley zdecydował się zrównoleglić proces drukowania i podzielić go na kolejne etapy. Oznacza to, że zamiast drukować cały narząd na raz, tkanki są jednocześnie drukowane w warstwach XNUMXD, które następnie są układane przez ramię robota w celu stworzenia ostatecznej struktury XNUMXD.
Takie podejście już przyspiesza proces, ale aby ograniczyć śmierć komórek, warstwy natychmiast zanurza się w kąpieli kriogenicznej w celu ich zamrożenia. Według zespołu znacznie optymalizuje to warunki przetrwania drukowanych materiałów podczas przechowywania i transportu.
„Obecnie biodruk wykorzystuje się głównie do tworzenia małych objętości tkanek” – mówi Boris Rubinsky, profesor inżynierii mechanicznej. „Problem z biodrukiem 3D polega na tym, że jest to bardzo powolny proces, więc nie będziesz w stanie wydrukować niczego dużego, ponieważ zanim skończysz, materiały biologiczne umrą. Jedną z naszych innowacji jest zamrażanie tkanki podczas jej drukowania, dzięki czemu materiał biologiczny zostaje zachowany.”
Zespół przyznaje, że to wielowarstwowe podejście do druku 3D nie jest nowe, ale jego zastosowanie do biomateriałów jest innowacyjne. Umożliwia to drukowanie warstw w jednym miejscu, a następnie transportowanie ich w inne w celu montażu.
Oprócz tworzenia tkanek i narządów technika ta ma inne zastosowania, np. przy produkcji mrożonek na skalę przemysłową.
Badanie zostało opublikowane w .
Źródło: 3dnews.ru