Tunable Bioprinted Tissue przy użyciu SLA może prowadzić do 3D drukowanej inżynierii tkankowej przy użyciu tej metody

Choroby sercowo-naczyniowe, takie jak nadciśnienie i inne, są często powodowane przez stwardniałe naczynia krwionośne, a znalezienie sposobu na zastąpienie tych naczyń było wyzwaniem w przeszłości. Jednak badacze z University of Colorado Boulder opracowali technikę drukowania 3D, która pozwala na lokalną kontrolę sztywności obiektu, co może otworzyć nowe możliwości dla tkanki drukowanej 3D. Jednym z przyszłych możliwych zastosowań tej technologii jest tworzenie sztucznych tętnic i tkanek organowych. Badania zostały udokumentowane w artykule zatytułowanym "Ortogonalne programowanie heterogenicznych mikro-mechanicznych środowisk i geometrii w trójwymiarowej bio-stereolitografii".

Badania cechują się metodą drukowania "warstwa po warstwie" z drobnymi ziarna, programowalna kontrola nad sztywnością, która pozwala badaczom naśladować złożoną geometrię wysoce strukturalnych, ale giętkich naczyń krwionośnych.

"Pomysł polegał na dodaniu niezależnych właściwości mechanicznych do struktur 3D, które mogą naśladować naturalną tkankę organizmu , "Powiedział Xiaobo Yin, profesor nadzwyczajny w Departamencie Inżynierii Mechanicznej CU Bouldera i główny autor badania. "Technologia ta pozwala nam tworzyć mikrostruktury, które można dostosować do modeli chorób."

Aby pokonać tradycyjne wyzwania związane z inżynierią naczyń krwionośnych, naukowcy znaleźli sposób na wykorzystanie roli tlenu w tworzeniu ostatecznego forma trójwymiarowej struktury drukowanej.

"Tlen jest zwykle czymś złym, ponieważ powoduje niepełne wyleczenie", powiedział Yonghui Ding, doktor habilitowany w dziedzinie inżynierii mechanicznej i główny autor badania. "Tutaj używamy warstwy, która pozwala na stałą szybkość przenikania tlenu."

Poprzez ścisłą kontrolę nad migracją tlenu i jego późniejszą ekspozycją na światło, badacze mogą kontrolować, które obszary obiektu są zestalone, aby być Twardsze lub bardziej miękkie, przy jednoczesnym zachowaniu ogólnej geometrii.

"Jest to głęboki rozwój i zachęcający pierwszy krok w kierunku naszego celu, jakim jest stworzenie struktur funkcjonujących tak, jak powinna funkcjonować zdrowa komórka" - powiedział Ding. / p>

Naukowcy zademonstrowali swoją technikę druku 3D w trzech różnych wersjach prostej struktury: górna belka wsparta na dwóch prętach. Każda struktura była identyczna pod względem kształtu, rozmiaru i materiałów, ale różniła się sztywnością pręta: miękka / miękka, twarda / miękka i twarda / twarda. Twarde pręty wsparły górną belkę, podczas gdy miękkie pręty pozwoliły jej się zwinąć. Thebadacze następnie powtórzyli ćwiczenie z małą chińską figurką wojownika, czyniąc wnętrze twardym, ale wewnątrz miękkim.

Używana przez naukowców drukarka 3D jest w stanie drukować biomateriały o wielkości zaledwie 10 mikronów lub dziesiątej szerokość ludzkiego włosa. Naukowcy są przekonani, że mogą dalej ulepszać swoją technikę dzięki przyszłej pracy.

"Wyzwaniem jest stworzenie jeszcze lepszej skali reakcji chemicznych" - powiedział Yin. "Ale widzimy ogromne możliwości dla tej technologii i możliwości wytwarzania sztucznej tkanki."

Jeden na cztery zgony w Stanach Zjednoczonych jest spowodowany chorobami serca, w sumie ponad 600 000 zgonów rocznie. Jest to najczęstsza przyczyna zgonu zarówno dla mężczyzn, jak i kobiet, ale odkrycie sposobu na drukowanie zdrowych naczyń krwionośnych 3D może zrobić ogromną różnicę. Powiedział, że istnieje wiele innych technologii drukowania tkanek, które robią postępy. Przestrzenne geometrie i materiały gradientowe są już możliwe dzięki innym technologiom i innym materiałom w bioprintingu. Jesteśmy smutni, że tak wiele mediów błędnie zgłosiło tę historię i wyolbrzymiło twierdzenia wyrażone przez badaczy w ich pracy. Ten dokument daje nam nową, wspaniałą ścieżkę do inżynierii tkankowej, ale media powinny uważać, aby przeczytać artykuły, o których piszą. W przypadku SLA i inżynierii tkankowej jest to dobry krok naprzód, ale błędem jest spekulować tak szeroko i wysuwać niepowiązane twierdzenia, szczególnie gdy badacze, o których mowa, wyrażają się tak zwięźle i jasno w pracy.

Autorzy badania to Hang Yin, Yonghui Ding, Yao Zhai, Wei Tan i Xiaobo Yin CD3D .