A Science című folyóirat augusztus 2-i számában megjelent tanulmány szerint a tudósok fontos lépést tettek a funkcionális szervek háromdimenziós bionyomtatása felé, miután a kutatók kidolgozták az emberi szívkomponensek lépésének rekonstrukcióját.
A Carnegie Mellon Egyetem kutatói kifejlesztették a Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) technológiának, egy példátlan 3D-s nyomtatott kollagénnek, amely az emberi szív egyes részeit építi fel, a kis erektől a billentyűkön át a kamrákig. Üt. A közelmúltban megkapta a 10 150 258 számú amerikai szabadalmat, a FRESH technológiát a FluidForm engedélyezte, és a FluidForm elkötelezett a 3D nyomtatás képességeinek nagymértékű bővítése mellett.
"Most már képesek vagyunk olyan konstrukciókat készíteni, amelyek reprodukálják a natív szervezetek kulcsfontosságú szerkezeti, mechanikai és biológiai tulajdonságait" - mondta Adam Feinberg professzor, a FluidForm technológiai igazgatója és társalapítója, Carnegie Mellon, a Resident Biomaterials and Treatment Group. A tanulmány befejezésének helye. "Még mindig sok kihívást kell leküzdeni ahhoz, hogy eljussunk a biomérnöki 3D szervekhez, de ez a kutatás fontos előrelépést jelent."
Bár a 3D bionyomtatás fontos mérföldköveket ért el, az élő sejtek és a puha bioanyagok közvetlen nyomtatása nehéznek bizonyult. A legfontosabb akadály a puha és dinamikus bioanyagok támogatása a nyomtatási folyamat során, hogy elérjék a bonyolult 3D struktúrák és funkciók rekonstruálásához szükséges felbontást és hűséget.
A FRESH egy beágyazott nyomtatási módszert alkalmaz ennek a kihívásnak a megoldására egy ideiglenes támasztógéllel, amely lehetővé teszi összetett állványok nyomtatását a kollagén natív, módosítatlan 3D formáinak felhasználásával. A múltban a kutatók korlátozottak voltak, mert a puha anyagokat nehéz volt több rétegben is nagy pontossággal nyomtatni a megereszkedés miatt.
A társalapító, valamint a FluidForm társalapítói, Andrew Lee és Andrew Hudson vezetésével a Carnegie Mellon csapat kilenc tagja legyőzi ezeket az akadályokat azáltal, hogy olyan módszert dolgozott ki, amely a gyors pH-változások segítségével elősegíti a kollagén önképződését.
A FRESH 3D bionyomtatott szív emberi MRI-n alapul, és pontosan reprodukálja a betegspecifikus anatómiát. A nyomtatott humán kardiomiociták kisebb kamrái szinkron összehúzódást, irányított akciós potenciál terjedést és 14 százalékos falvastagságot mutattak a kontrakció csúcsa alatt. A kihívások azonban továbbra is fennállnak, beleértve a 3D-nyomtatott nagyobb szövetek előállításához szükséges több milliárd sejtet, a gyártás mértékét és a meghatározatlan klinikai transzláció monitorozási folyamatát.
Bár az emberi szívet használják a koncepció bizonyítására, a kollagén és más puha bioanyagok FRISS nyomtatása olyan platform, amely valószínűleg fejlett állványzatokat építhet különféle szövetek és szervrendszerek számára.
"A FluidForm nagyon büszke a Feinberg Labs kutatására" - mondta Mike Graffeo, a FluidForm vezérigazgatója. "A Carnegie Mellon Egyetem által kifejlesztett FRESH technológia lehetővé teszi a bionyomtatók számára, hogy soha nem látott szerkezeti, felbontású és hűséget érjenek el, ezáltal hatalmas ugrást tesznek lehetővé ezen a területen. Nagy örömünkre szolgál, hogy ezt a világ minden tájáról a kutatók számára kínálhatjuk. Technológia."
A FluidForm a FRESH technológiát az első terméke, LifeSupport(TM) bionyomtatást támogató gélén keresztül kereskedelmi forgalomba hozza, lehetővé téve a kutatók számára szerte a világon, hogy hatékony 3D bionyomtatást érjenek el kollagénről, sejtekről és különböző bioanyagokról.
