Садржај
- Како функционише биоштампање
- Биотисак на чипу
- Биоштампање и коштани графтови
- Биопринтинг и регенеративна кожа и ткива
- Биопринтинг крвних судова
Како функционише биоштампање
3Д штампач може да пружи дубину шта год да штампа, а биопринтер то чини дистрибуцијом биоматеријала попут живих ћелија, синтетичког лепка и скела од колагена у слојевима како би створио објекат. Овај процес се назива адитивна производња - материјали уложени у штампач се учвршћују док излазе да би се створио 3Д објекат.
Али то није тако једноставно као стављање материјала у 3Д штампач и притискање дугмета. Да би дошао до фазе производње адитива, штампач треба да добије нацрт - рачунарско генерисану слику онога што покушава да створи. Затим, материјале које желите да користите за објекат који се уносе у штампач. Штампач чита дигиталну датотеку коју сте му дали док исписује материјале које сте му дали у слојевима да би створио жељени објекат. Сваки слој ће се хладити и лепити се један за други (захваљујући колагену, лепку или у неким случајевима само ћелијама), стварајући један чврст, стабилан комад.
Да би се живе ћелије (које се обично називају биоинк) напајале у биопринтер, постоји низ путева који истраживачи могу да пређу. Прво, могу се узети директно од пацијента коме се биоотискује. Или, ако се користе у истраживачке сврхе или у случајевима када не могу да користе сопствене ћелије пацијента, могу се користити одрасле матичне ћелије, јер се њима може манипулисати за врсту ћелија потребних за биоштампање за поновно стварање ткива.
Нацрт који биопринтер користи је често скенирање пацијента. То омогућава биопринтеру да поново створи ткиво позивањем на скенирање и коришћењем танких, прецизних слојева како би се ткиво изградило или одштампало.
Биотисак на чипу
Један од начина на који се 3Д биоотисак тренутно користи у научним и медицинским заједницама је испитивање регенеративне медицине. На Институту Висс на Харварду истраживачи су развили 3Д биопринтер који може произвести васкуларизована ткива живих људских ћелија која се штампају на чипу. Ово ткиво користе на чипу да би га повезали са васкуларним каналом, што омогућава истраживањима да ткиву дају хранљиве материје за праћење раста и развоја.
Способност узгајања ткива на чипу помаже истраживачима да испитају нове технике у регенеративној медицини, као и испитивање лекова. Коришћењем 3Д биопринтера истраживачи такође могу да истраже различите методе стварања чипова. Једно постигнуће било је у стварању срца на чипу, са сензорима за истраживање и прикупљање података. Ово је можда претходно захтевало тестирање на животињама или друге мере.
Биоштампање и коштани графтови
Када је реч о бављењу медицином, има још много тога да се научи и тестира у стварању биопринтед органа који су прилагођени људској величини. Али предузимају се значајни кораци, на пример у области калемљења костију како би се решили проблеми са костима и зглобовима који их окружују.
Најзначајнији напредак потичу од истраживача са Универзитета Свансеа у Валесу. Биопринтери тима могу створити вештачке коштане материјале у одређеним облицима потребним помоћу регенеративног и издржљивог материјала. Истраживачи из АМБЕР Сциенце Фоундатион Иреланд и Тринити Цоллеге у Даблину у Ирској креирали су процес за подршку 3Д биопринтингу коштаног материјала који помаже у дефектима изазваним ресекцијама тумора, траумом и инфекцијом, као и генетским деформацијама костију.
Универзитет у Ноттингхаму у Енглеској такође је постигао напредак у овој области медицине, биоотиском копије кости коју замењују и пресвлачењем матичним ћелијама. Скела је постављена унутар тела. Временом се уз помоћ матичних ћелија у потпуности замењује новом костију.
Биопринтинг и регенеративна кожа и ткива
Кожа је успешно подручје медицине за биоштампање због способности машине да се слоји док штампа. Будући да је кожа вишеслојни орган, који се састоји од различитих ћелија унутар сваког слоја, истраживачи се надају да с временом биоштампање може помоћи у репродукцији слојева коже као што су дермис и епидермис.
Истраживачи са Медицинске школе Ваке Форест у Северној Каролини помно истражују ово када је реч о жртвама опекотина које немају довољно неоштећене коже за бербу да би помогле у нези и зарастању рана. У овом случају, биопринтер би добио информације о рани тог пацијента из скенера (укључујући потребне дубине и типове ћелија) како би помогао у стварању нове коже која би потом могла да се користи на пацијенту.
На Државном универзитету у Пенсилванији истраживачи раде на 3Д биотиску који може створити хрскавицу да помогне у поправљању ткива у коленима и другим областима која се често троше у телу, као и коже и других ткива нервног система од суштинског значаја за здравље органа. .
Биопринтинг крвних судова
Способност поновног стварања крвних судова помоћу биопринтера корисна је не само у могућности трансплантације директно у пацијента, већ и за тестирање лекова и персонализовану медицину. Истраживачи из Бригхам-а и Женске болнице постигли су напредак у овој области медицине штампањем агарозних влакана која служе као крвни судови. Истраживачи су открили да су ови биопринтед крвни судови довољно јаки да се крећу и формирају веће мреже, уместо да се растварају око постојеће структуре.
Реч од врло доброг
Истраживање које потиче од биоштампања је фасцинантно, и премда је дошло до великог напретка у знању и добитку од способности биоотиска костију, коже, крвних судова, хрскавице, па чак и органа, још увек треба постићи много више напретка пре него што су многи ове праксе су прилагођене медицини.
Неки ће можда бити спремни и пре него други. У случају биоотиска и истраживачи коже надају се да ће наука бити спремна у року од пет година за војнике који у борби доживе велике опекотине. Друга подручја биоштампања, попут поновног стварања органа за употребу људима, још увек имају пут у развоју.
Када је реч о опонашању телесних процеса и посматрању интеракције одређених лекова у већем телесном систему, биоштампање је отворило врата прикупљању података, као и неинвазивне начине да се види како људско тело делује са одређеним супстанцама, што би могло довести до персонализованији лек за пацијентове и мање нежељене ефекте.