I ett försök att göra produktionen av biomaterial mer tillgänglig, kombinerar forskare vid University of California, Berkeley 2D bioprinting, en robotarm för 3D-montering, och blixtfrysning i en metod som en dag skulle kunna möjliggöra utskrift av levande vävnad och till och med hela organ. Genom att skriva ut organ till tunna vävnadsark, sedan frysa dem och stapla dem i tur och ordning, förbättrar den nya tekniken biocellers överlevnadsförmåga både under utskrift och under efterföljande lagring.
Biomaterial har en enorm potential för framtida medicin. 3D-utskrift med hjälp av en patients egna stamceller hjälper till att skapa organ för transplantation som är helt kompatibla och som inte orsakar avstötning.
Problemet är att nuvarande bioprinting-metoder är långsamma och inte skalar upp särskilt bra eftersom celler har svårt att överleva tryckprocessen utan mycket noggrann kontroll av temperatur och kemisk miljö. Dessutom åläggs ytterligare komplexitet genom ytterligare lagring och transport av tryckta tyger.
För att övervinna dessa problem beslutade Berkeley-teamet att parallellisera utskriftsprocessen och dela upp den i sekventiella steg. Det vill säga, istället för att skriva ut ett helt organ på en gång, skrivs vävnader samtidigt ut i XNUMXD-lager, som sedan läggs ner av en robotarm för att skapa den slutliga XNUMXD-strukturen.
Detta tillvägagångssätt påskyndar redan processen, men för att minska celldöd sänks lagren omedelbart ned i ett kryogent bad för att frysa dem. Enligt teamet optimerar detta avsevärt förhållandena för överlevnad av tryckt material under lagring och transport.
"För närvarande används bioprinting främst för att skapa små volymer vävnad", säger Boris Rubinsky, professor i maskinteknik. "Problemet med 3D-bioprinting är att det är en mycket långsam process, så du kommer inte att kunna skriva ut något stort eftersom det biologiska materialet kommer att dö när du är klar. En av våra innovationer är att vi fryser vävnaden när vi skriver ut den, så att det biologiska materialet bevaras."
Teamet medger att denna flerskiktsmetod för 3D-utskrift inte är ny, men dess tillämpning på biomaterial är innovativ. Detta gör att lager kan skrivas ut på en plats och sedan transporteras till en annan för montering.
Förutom att skapa vävnader och organ, har denna teknik andra tillämpningar, såsom vid produktion av fryst mat i industriell skala.
Studien publicerades i .
Källa: 3dnews.ru