Bio-druk 101: Jak Bioprint w domu

Bioprinted Hydrogels

Bioprinting jest ekscytującym obszarem do naśladowania, ponieważ wzmacnia pomysły Frankensteina i kilka innych scenariuszy science-fiction, które powodują, że jesteśmy nieco paranoi. Jak więc ktoś tworzy własnego potwora w garażu? W tej chwili jest to dość daleko idące, ale są sposoby, aby zaangażować się w tę dziedzinę w niewielkim stopniu.

Konsekwentnie, w ramach bioprogramowania nie ma znaczącej obecności w ogólnym producencie społeczność. Sektor medyczny jako całość jest zwykle napędzany przez sektor prywatny. Jak więc ktoś ma szansę pracować nad bioprintingiem 3D, skoro nawet nie zna zasobów, których potrzebuje, lub jak zacząć?

Zasadnicze znaczenie dla bioprogramowania 3D ma materiał do prototypowania. Zazwyczaj drukarki 3D wykorzystują różne materiały do ​​tworzenia produktów takich jak PLA, ABS, włókno drzewne, PET, PVA, Nylon i TPU. Kwestia tworzenia materiałów z nadrukiem nie mieści się w rzeczywistej strukturze modelu i projektu. Problem polega na tworzeniu obiektów, które również przestrzegają zasad biologii. To ograniczenie wymusza na materiale specyficzne właściwości ogrzewania i chłodzenia w stosunku do miejsca, w którym znajduje się ono w ciele. Szczególne ciepło i tolerancja dla różnych zakresów temperatur są niezbędne w materiale stosowanym do bioprintingu. Nawet przy tworzeniu struktur 3D wciąż istnieje trudność w replikacji skomplikowanych struktur naczyniowych różnych narządów w naszym ciele. Wiąże się to z szeregiem problemów, nad którymi należy pracować w dziedzinie bioprintingu 3D w ogóle.

Jakie są więc pierwsze kroki w bioprogramowaniu 3D? Skupmy się na niektórych materiałach, na których najlepiej byłoby się skupić, ponieważ są one dobrymi kandydatami do obecnego i przyszłego zastosowania. Oto lista niektórych aktualnych materiałów wykorzystywanych w bioprintingu:

W późniejszych artykułach omówimy szczegółowo każdy z powyższych materiałów. Na razie omówimy je krótko.

Bioinks to substancje z żywych komórek, które można wykorzystać do drukowania złożonych modeli tkanek. Bioinks to materiały, które naśladują otoczenie macierzy zewnątrzkomórkowej, aby wspierać adhezję, proliferację i różnicowanie żywych komórek. Hydrożel to sieć łańcuchów polimerowych, które są hydrofilowe, czasami występują jako żel koloidalny, w którym woda jest ośrodek dyspersyjny. Trójwymiarowe ciało stałe jest wynikiem hydrofilowych łańcuchów polimerowych utrzymywanych razem przez sieciowanie. Alginian jest polisacharydem szeroko rozpowszechnionym w komórceściany brązowych alg, gdzie poprzez wiązanie z wodą tworzy lepką gumę.

Alginian jest polisacharydem rozprowadzanym szeroko w ścianach komórkowych brązowych alg, gdzie poprzez wiązanie z wodą tworzy lepką gumę.

Glikol polietylenowy (PEG) jest związkiem polieterowym o wielu zastosowaniach, od produkcji przemysłowej po lekarstwa i jest często wykorzystywany do wytwarzania hydrożeli do druku 3D.

Polikaprolakton (PCL) to bioabsorbujący poliester z niska temperatura topnienia około 60 ° C i temperatura zeszklenia około -60 ° C.

Kwas poliglikolowy (PGA) to biodegradowalny, termoplastyczny polimer i najprostszy liniowy, alifatyczny poliester. PGA jest używany do rusztowań i jako materiał pomocniczy.