Прагнучи зробити виробництво біоматеріалів більш доступним, дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі поєднують 2D-біодрук, роботизовану руку для 3D-складання та миттєве заморожування у методі, який може одного разу дозволити друкувати живі тканини і навіть цілі органи. Роздруковуючи органи у вигляді тонких листів тканини, а потім заморожуючи їх і послідовно укладаючи один на одного, нова технологія покращує виживання біояєчок як при друку, так і при подальшому зберіганні.
Біоматеріали мають величезний потенціал для медицини майбутнього. 3D-друк за допомогою власних стовбурових клітин пацієнта допоможе створювати органи для трансплантації, які будуть повністю сумісні та не спричинять відторгнення.
Проблема в тому, що поточні методи біодруку повільні і не дуже масштабуються, тому що клітинам важко пережити процес друку без дуже жорсткого контролю температури і хімічного середовища. Також додаткову складність накладають подальше зберігання та транспортування надрукованих тканин.
Щоб подолати ці проблеми, команда Берклі вирішила розпаралелити процес друку та розділити його на послідовні етапи. Тобто замість друку всього органу за один раз тканини одночасно друкуються в двомірних шарах, які потім укладаються роботизованою рукою для створення остаточної тривимірної структури.
Даний підхід вже прискорює процес, але щоб зменшити загибель клітин, шари негайно занурюють у кріогенну ванну, щоб їх заморозити. За словами команди, це значно оптимізує умови для виживання надрукованих матеріалів під час зберігання та транспортування.
"В даний час біодрук використовується в основному для створення невеликого обсягу тканини", - говорить Борис Рубінський, професор машинобудування. «Проблема з 3D-біодруком полягає в тому, що це дуже повільний процес, тому ви не зможете надрукувати щось велике, тому що біологічні матеріали загинуть на той час, коли ви закінчите. Одним із наших нововведень є те, що ми заморожуємо тканини в міру їх друку, тож біологічний матеріал зберігається».
Команда визнається, що такий багатошаровий підхід до 3D-друку не є новим, але при цьому його застосування до біоматеріалів є інновацією. Це дозволяє друкувати шари в одному місці, а потім транспортувати в інше для збирання.
Крім створення тканин та органів, ця техніка має й інші застосування, наприклад, у виробництві заморожених продуктів харчування в промислових масштабах.
Дослідження було опубліковано в .
Джерело: 3dnews.ru