Tartalom
- Hogyan működik a bioprint
- Bioprint egy chipen
- Bioprint és csontoltványok
- Bioprint és regeneráló bőr és szövet
- Bioprinting véredények
Hogyan működik a bioprint
A 3D nyomtató képes mélységet biztosítani minden nyomtatáshoz, a bioprinter pedig ezt úgy csinálja, hogy biomateriális anyagokat, például élő sejteket, szintetikus ragasztót és kollagén állványokat oszt meg rétegenként egy objektum létrehozása céljából. Ezt az eljárást additív gyártásnak nevezik - a nyomtatóba betáplált anyagok megszilárdulnak, amikor 3D objektumot hoznak létre.
De ez nem olyan egyszerű, mint az anyagok 3D-s nyomtatóba helyezése és egy gombnyomás. Az additív gyártási szakaszba jutáshoz a nyomtatónak meg kell kapnia egy tervrajzot - egy számítógép által létrehozott képet arról, amit létrehozni próbál. Ezután az objektumhoz használni kívánt anyagokat a nyomtatóba töltve. A nyomtató elolvassa az Ön által megadott digitális fájlt, miközben az adott anyagokat rétegenként kinyomtatja a kívánt objektum újrateremtéséhez. Minden réteg kihűl és egymáshoz tapad (köszönhetően a kollagénnek, a ragasztónak vagy egyes esetekben csak maguknak a sejteknek), egy szilárd, stabil darabot hozva létre.
Annak érdekében, hogy az élő sejteket (általában bioinknek nevezik) bioprinterbe táplálják, számos utat lehet megtenni. Először közvetlenül azoktól a betegektől vehetők át, akiknek bioprintet készítenek. Vagy ha kutatási célokra használják, vagy olyan esetekben, amikor nem tudják használni a beteg saját sejtjeit, akkor felnőtt őssejtek is felhasználhatók, mivel manipulálhatók azokhoz a sejttípusokhoz, amelyek a bioprinteléshez szükségesek a szövetek újrateremtéséhez.
A bioprinter által használt terv gyakran a páciens átvizsgálása. Ez lehetővé teszi a bioprinter számára a szövet újrateremtését a letapogatásra hivatkozva és vékony, pontos rétegek felhasználásával a szövet felépítéséhez vagy kinyomtatásához.
Bioprint egy chipen
A tudományos és orvosi közösségekben jelenleg a 3D bioprintelés egyik módja a regeneratív orvoslás tesztelése. A Harvard Wyss Intézetében kutatók kifejlesztettek egy 3D bioprintert, amely élő emberi sejtek vaszkularizált szöveteit képes előállítani, amelyek chipre vannak nyomtatva. Ezt a szövetet egy chipen használják, hogy összekapcsolják egy érrendszeri csatornával, amely lehetővé teszi a kutatások számára, hogy a szövetek tápanyagokat adjanak a növekedés és fejlődés figyelemmel kísérésére.
A chipen történő szövetnövekedés képessége segíti a kutatókat a regeneratív orvoslás új technikáinak, valamint a gyógyszerek tesztelésében. A 3D bioprinter segítségével a kutatók a chipek létrehozásának különféle módszereit is megvizsgálhatják. Az egyik eredmény egy szív létrehozása volt egy chipen, érzékelőkkel kutatási és adatgyűjtési célokra. Ez korábban állatkísérleteket vagy más intézkedéseket tehetett szükségessé.
Bioprint és csontoltványok
Az orvostudomány gyakorlása terén még sok mindent meg kell tanulni és tesztelni kell az emberi méretre méretezett bioprintelt szervek létrehozásában. De jelentős lépések történnek, például a csontok oltása terén a csontokkal és az őket körülvevő ízületekkel kapcsolatos problémák megoldására.
A legjelentősebb előrelépést a walesi Swansea Egyetem kutatói jelentik. A csapat bioprinterjei regeneratív és tartós anyag felhasználásával speciális formájú mesterséges csontanyagokat hozhatnak létre. Az ír AMBER Science Foundation és az írországi Dublinban található Trinity College kutatói létrehoztak egy olyan eljárást, amely támogatja a csontanyag 3D biológiai nyomtatását, hogy segítsen a daganat reszekciójának, traumájának és fertőzésének, valamint a csont genetikai deformitásának okozta hibákban.
Az angliai Nottinghami Egyetem ezen az orvostudományon is elért eredményeket ért el, bioprintjeivel kinyomtatta az általuk pótolt csont egy példányát, és bevonta őssejtekkel. Az állványt a test belsejében helyezik el. Idővel az őssejtek segítségével teljesen új csont helyettesíti.
Bioprint és regeneráló bőr és szövet
A bőr az orvostudomány sikeres területe a biográfia számára, mivel a gép képes rétegezni a nyomtatás során. Mivel a bőr egy többrétegű szerv, amely az egyes rétegekben különböző sejtekből áll, a kutatók reményei szerint a biográfia idővel elősegítheti a bőrrétegek, például a dermis és az epidermis reprodukcióját.
Az észak-karolinai Wake Forest Orvostudományi Kar kutatói alaposan megvizsgálják ezt, amikor olyan égési áldozatokat égetnek el, akiknek nincs elég sértetlen bőre a betakarításhoz, hogy segítsenek a sebek gondozásában és gyógyításában. Ebben az esetben a bioprinter a páciens sebinformációit szerezné be egy szkennerből (beleértve a szükséges mélységet és sejttípusokat is) annak érdekében, hogy elősegítse az új bőr létrehozását, amelyet aztán a betegen fel lehet használni.
A Pennsylvania Állami Egyetemen a kutatók 3D bioprinten dolgoznak, amely porcot hozhat létre a térd szövetének és a test kopásának általánosan kopott egyéb területeinek, valamint a szervek egészségéhez elengedhetetlen bőr és más idegrendszeri szövetek helyreállításának elősegítésére. .
Bioprinting véredények
Az erek bioprinterrel történő újrateremtésének képessége nemcsak abban a lehetőségben hasznos, hogy képesek közvetlenül átültetni őket a betegbe, hanem a kábítószer-teszteléshez és a személyre szabott gyógyszerekhez is. A Brigham és a Női Kórház kutatói az ereként szolgáló agarózrostok nyomtatásával nyereséget értek el az orvostudomány ezen a területén. A kutatók megállapították, hogy ezek a bioprintelt erek elég erősek ahhoz, hogy nagyobb hálózatokat mozogjanak és alkossanak, ahelyett, hogy feloldódnának egy meglévő szerkezet körül.
Egy szó Verywellből
A bioprintelésből származó kutatás lenyűgöző, és bár a csontok, a bőr, az erek, a porcok és még a szervek bioprintelésének képessége terén is jelentős előrelépés történt, még mindig sokkal több előrelépés történhet sokak előtt e gyakorlatok közül az orvostudomány alkalmazkodik.
Vannak, akik hamarabb készen állnak, mint mások. A bioprintelés és a bőrkutató azt reméli, hogy a tudomány öt éven belül készen áll a katonákra, akik kiterjedt égési sérüléseket szenvednek a harcban. A bioprint más területein, például a szervek újjáépítésében az emberek számára, még mindig van mit fejleszteni.
Amikor a test folyamatait utánozzuk, és bizonyos gyógyszerek kölcsönhatását figyeljük meg a test nagyobb rendszerén belül, a biográfia ajtókat nyitott az adatok összegyűjtésében, valamint nem invazív módszerekkel, hogy lássuk, hogyan hat az emberi test bizonyos anyagokkal, ami személyre szabottabb gyógyszer a beteg számára és kevesebb mellékhatás.