Bioinżynierowie z UCLA przybliżają o krok moment, w którym możliwe będzie drukowanie 3D tkanek do przeszczepów na żądanie, prezentując nowy rodzaj biodrukarki 3D w swoim działaniu bazującej na stereolitografii. Dzięki niej powstały tkanki, które redukują do minimum powstawanie reakcji odrzucenia przeszczepu.
Nowatorkie urządzenie pracuje w technologii DMD, wykorzystując system mikroluster do utwardzania specjalnych biotuszy za pomocą światła ultrafioletowego. System mikroluster zapewnia wysoką rozdzielczość wydruku. Biodrukarka umożliwia jednoczesne stosowanie wielu różnych światłoutwardzalnych materiałów.
Wysoce złożony system odróżniający technologię DMD od standardowego DLP zapewnia kontrolę nad milionem małych luster. Przez ich odpowiednie ustawienie światło UV zostaje przekierowane w odpowiednie miejsca aktualnie powstającej warstwy wydruku, utwardzając fotowrażliwy polimer bądź hydrożel. Mikrolusterka, oprócz dużej dokładności, mają jeszcze jedną zaletę: druk 3D z ich wykorzystaniem jest dużo szybszy niż w przypadku „tradycyjnych” urządzeń działających w technologii DLP.
Dzięki zastosowaniu unikalnego układu mikroprzepływowego naukowcy rozwiązali do tej pory problematyczną w biodruku 3D kwestię zmiany materiałów w trakcie druku. Naukowcy skonstruowali układ umożliwiający płynne przełączanie pomiędzy tuszami w taki sposób, by jak najmniej mieszały się ze sobą. Dzięki temu możliwe stało się jednoczesne używanie niemalże nieograniczonej liczby biotuszy.
W przebiegu badania naukowcy z pomocą swojej biodrukarki 3D stworzyli szereg struktur przypominających prawdziwe tkanki. Wśród nich znalazł się guz nowotworowy z siecią naczyń krwionośnych, tkanka mięśnia szkieletowego oraz ścięgna. Każdy z modeli stworzony został z wykorzystaniem od 2 do 4 różnych biotuszy.
Biotusze składały się ze specjalnego hydrożelu oraz różnych rodzajów żywych komórek i substancji regulujących ich funkcje, dobranych w zależności od rodzaju tkanki. Rozdzielczość druku 3D w tym wypadku wyniosła 20-30 µm – nieco mniej, niż ta uzyskiwana w wypadku druku 3D struktur niebiologicznych, ze względu na rozpraszanie części światła przez organella komórkowe.
Stworzone w ten sposób tkanki są, co szczególne, neutralne dla organizmu, nie powodując reakcji odrzucenia przeszczepu. Biodrukowane w 3D fragmenty tkanek zostały wszczepione pod skórę żywych szczurów. Okazało się, że implanty te nie tylko nie spowodowały reakcji zapalnej, ale wytworzyły własną w pełni funkcjonująca sieć naczyń krwionośnych.
Biodruk 3D wkroczył w bardzo intensywną fazę rozwoju. Modele tkankowe wykorzystywane do badania substancji leczniczych, implantowane systemy dystrybucji leków, a nawet tkanki do transplantacji – wszystko to coraz bardziej wydaje się być w zasięgu ręki.
Źródło: all3dp.com, publikacja źródłowa
