Na prahu nového prelomu bio inžinierstva s pomocou 3D tlače

Na prahu nového prelomu bio inžinierstva s pomocou 3D tlače

- Výskumníci hľadajú nové nízkonákladové spôsoby ako tlačiť živé tkanivá a orgány pomocou 3D tlače.
S využitím technológie nazvanej electrospinning, tím Penn State University preukázal nízkonákladovú a efektívnu technológiu na vytvorenie vlákien podobných tkanivám.



Technológie 3D tlače naďalej posúvajú hranice toho, čo je možné v rámci zdravotnej starostlivosti a biomedicínskych vied. V rámci tkanivového inžinierstva výskumníci predtým navrhli rôzne stratégie na zostavenie vlákien do 3D vrstiev, ktoré by mohli potenciálne pripomínať ľudskú pokožku alebo orgány. Ak bude úspešný, objaví sa rozšírená aplikácia v regeneratívnej medicíne, ktorá pomôže napraviť poškodené orgány a tkanivá.

Experimentovanie však bolo obmedzené kvôli nákladom, ktoré vznikli, ako aj kvôli zložitosti úlohy.

Teraz tím inžinierov na Penn State University vytvoril rámec na rast živých tkanív pomocou komerčnej 3D tlačiarne.

- Ako môže elektrospinning pomôcť tlačiť živé vlákna v 3D
Tím používal technológiu nazývanú elektrospinning, ktorá už bola široko využívaná na vývoj vlákien v tkanivovom inžinierstve. Napriek tomu, že tradičný elektrospinning, ktorý sa začal používať koncom 16. storočia, neumožňuje ukladať vlákna v presných uhloch. Nová trojrozmerná tlačiareň je schopná vytvárať vlákna naočkované bunkami na vytváranie vrstiev vlákien. Ako súčasť procesu sa bunky rovnomerne zaočkujú do 3D štruktúry založenej na kolagénovej báze pre vytvorenie tkanív.

Nová metóda poskytuje možnosť spriadania polymérnych vlákien, ako sú vrstvy kolagénu, pri tom ponúka zvýšenú presnosť a väčšiu kontrolu nad vytváranými vzormi. Spotreba materiálu je tiež minimalizovaná. Metóda s použitím hydrogélov je taktiež nákladovo efektívnejší spôsobom, ako vytvorenie polymérových ​​vláknien.



Justin Brown, docent biomedicínskeho inžinierstva v Penn State University, hovorí: "Snažíme sa vyrábať hydrogély obsahujúce kmeňové bunky, ktoré sú spevnené vláknami, podobné ako je vystuženie v cemente. Ak môžeme gélu poskytnúť nejakú štruktúru, môžeme pestovať živé bunky v definovaných vzorkách a nakoniec sa vlákna rozpúšťajú a odídu."
Konečným cieľom je umožniť zdravotníckym jednotkám efektívnejšie poskytovanie vzoriek tkanív a orgánov pacientom. Práve teraz pochádzajú tkanivá na transplantáciu orgánov stále od darcov a každých 10 minút sa v USA pridáva nový pacient do zoznamu čakajúcich na orgán. Avšak každý deň zomrie priemerne 20 pacientov, ktorí čakajú na transplantáciu.

3D tlačiareň má potenciál pripraviť nové pole v rámci tkanivového inžinierstva. Zatiaľ čo mikroskopické biotlačiarne už boli použité na samostatné vytlačenie tkaniva a kostí, cieľom novej 3D tlačiarne je vytvoriť komplexnejšie štruktúry, ktoré napodobňujú vlastný spôsob rastu kostí a chrupavky.