A képen élő őssejtek láthatóak, amelyek önmagukban, hordozó makromer oldat nélkül, bioinkként nyomtathatók egy fotohógyítható

forrás:

Az élő őssejtek biofestékként nyomtathatók egy fotovulkanizálható, öngyógyító és nyíróhígító alginát mikrogél hordozó közegbe. Az alginát mikrogélfürdő gyorsan öngyógyul és stabil közeget képez, amely szilárdan a helyén tartja a kinyomtatott őssejteket

Tudósok kifejlesztettek egy olyan platformot, amely alginát mikrogélgyöngyökből álló támogató iszap segítségével 3D-s szövetekbe nyomtat bioinket. A technika legyőzi a hagyományos bioprintelt állványok korlátait, és ígéretes a szövetsebészet, a regeneratív orvoslás, a gyógyszerszűrés és a fejlődésbiológia számára.

Az állványzatos bioprinting, ahogy a neve is mutatja, a szövetek laboratóriumi előállítása során sejtek lerakását jelenti egy ideiglenes, biológiailag lebomló sablonra. A megközelítés tökéletlen; citotoxicitással és megszakadt sejt-sejt kölcsönhatásokkal jár. Alternatívaként néhány tanulmányban mikrogél hordozókat teszteltek állványzatmentes eljárásban.

“Az állványzatmentes megközelítés bioprintelésre való átültetésének kihívása az, hogy a nyomtatott sejteknek szükségük van valamire, ami a helyükön tartja őket, hogy megtartsák a kívánt 3D szerkezetet” – mondja Daniel Alge, az amerikai Texas A&M University szövettechnológiai szakértője, aki nem vett részt a vizsgálatban.

A kihívást felvállalva a chicagói Illinois Egyetem Eben Alsberg vezette amerikai csapata olyan platformot tervezett, amely belső állványzat nélkül működik. A csoport egy patkányméretű combcsont és egy porcfül nyomtatásával demonstrálta technikáját.

A technika segítségével készült fül és patkányméretű combcsont

Forrás: © Eben Alsberg/University of Illinois, Chicago

A csoport a technikával egy fül és egy patkányméretű combcsontot készített

A szerkezetek összetettségét tekintve az egész nyomtatási folyamat viszonylag egyszerű. Egy módosított 3D nyomtató egyedi őssejteket helyez el egy alginát mikrogéllel töltött fürdőbe. Az alginátot ezután ultraibolya fénynek kitéve térhálósítják, hogy a kinyomtatott sejtstruktúrát a helyére rögzítsék. Alsberg elmagyarázza, hogy a fürdőben “a sejtek fizikailag kiterjedten érintkezhetnek egymással, és képesek kiválasztani, szervezni, lebontani és átalakítani az extracelluláris mátrixot anélkül, hogy közbeavatkozna egy közbeeső biomassza állványzat”. Ez a sejtkommunikáció fontos a szövetek kialakulásában, és az alginát gélfürdő nem akadályozza, míg az állványzat megszakítja a sejt-sejt kölcsönhatásokat. A csapat a sejtek szervvé alakulásának módját a sejtdifferenciálódás irányítására speciálisan összeállított tápanyagok és növekedési faktorok hozzáadásával szabályozza. Amikor a szövet megérett, a kész konstrukciót gyengéd mozgatással elválasztják a fürdőtől. Egy előrelátó felhasználó akár kémiailag is megtervezheti a hordozót, hogy az egyéni ütemben (napok vagy hetek alatt) lebomoljon, és a szövetet a fejlődés befejeztével felszabadítsa.

Alge elegánsnak és egyszerűnek írja le a folyamatot: “A nyomtatás gyors és könnyen méretezhető. Nagyszerű eszköz lehet a fellendülőben lévő biofabrikációs ipar számára”.

A csoport megvalósíthatónak tartja az eljárás felskálázását több különböző szövettípusból álló szerkezetek nyomtatására. ‘A több fúvókával rendelkező, kiváló minőségű 3D nyomtatók lehetővé tehetik a több sejttípusból álló szövetek még gyorsabb és bonyolultabb 3D nyomtatását, nagyobb felbontással és hűséggel’ – magyarázza Alsberg. ‘Az egyik lehetséges kihívás a különböző sejtfenotípusok fenntartása ugyanazon a konstrukción belül.’

Alge szerint a jövőben “a kihívás az üreges szerkezetek és a funkcionális, perfúzióra képes érhálózat előállítása lesz, ami továbbra is a terület előtt álló egyik legnagyobb akadály”.

Leave a comment

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.