Všeobecné

Nový 3D biotlač by mohol vytvárať funkčné umelé krvné cievy a tkanivá orgánov


V pätách oznámení o pokroku v oblasti 3D tlače pri tvorbe mozgového tkaniva a väzov prichádza ďalšia inovácia v neustále sa rozvíjajúcej oblasti vývoja ľudských orgánov. Inžinieri z University of Colorado Boulder (CU Boulder) odhalili novú metódu 3D bioprintingu s potenciálnymi biomedicínskymi aplikáciami, ako je napríklad inžiniering fungujúcich umelých tepien a orgánových tkanív.

Štruktúrované, ale poddajné

Nový proces umožňuje jemnozrnnú lokalizovanú kontrolu pevnosti objektu, ktorá umožňuje správne vytvorenie zložitej geometrie špecializovaných orgánových tkanív, napríklad krvných ciev. Výsledkom sú umelé cievy, ktoré sa vyznačujú rovnakou vysoko štruktúrovanou a napriek tomu poddajnou povahou ako skutočná vec!

„Cieľom bolo pridať nezávislé mechanické vlastnosti k 3D štruktúram, ktoré môžu napodobňovať prirodzené tkanivo tela,“ uviedol vo vyhlásení Xiaobo Yin, docent na Katedre strojného inžinierstva UK Boulder a hlavný autor štúdie. „Táto technológia nám umožňuje vytvárať mikroštruktúry, ktoré je možné prispôsobiť pre modely chorôb.“

Vedci dúfajú, že ich inovácie sa jedného dňa využijú na poskytnutie zdokonalených a osobnejších možností liečby pre tých, ktorí trpia rôznymi vaskulárnymi chorobami. Prístup nie je úplne nový.

Pretože stvrdnuté krvné cievy už dlho trápia pacientov s kardiovaskulárnymi chorobami, dlho sa hľadali životaschopné náhrady tepien a tkanív. Doposiaľ však bolo vyhľadávanie väčšinou neúspešné.

Tím UK Boulder sa snažil prekonať predchádzajúce prekážky, ktoré narazili na neúnosné úsilie predchádzajúcej práce, využitím jedinečného účinku kyslíka na nastavenie konečnej podoby 3D tlačenej štruktúry, ktorá bola doteraz dosť nevítaná. „Kyslík je zvyčajne zlá vec, pretože spôsobuje neúplné vytvrdzovanie,“ vysvetlil Yonghui Ding, postdoktorandský výskumník v strojárstve a hlavný autor štúdie.

Prehodnotiť použitie kyslíka

Ding a jeho tím však prispôsobili svoj proces tak, aby zabezpečili prísnu kontrolu nad migráciou kyslíka a vystavením svetlu. To viedlo k vynikajúcej schopnosti nasmerovať miesto, kde by predmet stuhol do tvrdšieho alebo mäkšieho stavu bez ovplyvnenia jeho celkovej geometrie.

„Tu používame vrstvu, ktorá umožňuje fixnú rýchlosť prieniku kyslíka,“ dodal Ding. „Toto je hlboký vývoj a povzbudivý prvý krok k nášmu cieľu vytvoriť štruktúry, ktoré fungujú ako zdravá bunka.“

Vedci testovali svoj prístup na niekoľkých tlačených štruktúrach a zistili, že môžu generovať objekty s rovnakým tvarom, veľkosťou a materiálmi, ale so zmenami v tuhosti tyče. Ešte lepšie je, že tlačiareň dokáže pracovať s biomateriálmi tak malými, ako je veľkosť 10 mikrónov (jedna desatina šírky ľudského vlasu).

Tím teraz pracuje na ďalšom zlepšovaní schopností biotlačiarne, aby bola ideálna pre potrebný biomedicínsky rozsah. „Výzvou je vytvoriť ešte jemnejšiu škálu chemických reakcií,“ uviedol Yin. „Vidíme však obrovskú príležitosť pre túto technológiu a potenciál pre výrobu umelého tkaniva.“

Štúdia bola nedávno zverejnená v časopiseKomunikácia o prírode.


Pozri si video: Сириус - звезда бога догонов. Доказательства контактов с инопланетянами (Október 2021).