Kriolitografia, czyli nowy pomysł na biodruk

Kriolitografia, czyli nowy pomysł na biodruk

UC Berkeley przedstawia świeże spojrzenie na problemy biodruku 3D, prezentując proces nazwany jako wielowarstwowa kriolitografia.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w swojej opublikowanej w Journal of Medical Devices pracy pokazują nową metodę biodruku 3D mającą znacznie ułatwić produkowanie tkanek i narządów do przeszczepów, jak również mogącą znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym – na przykład przy przygotowywaniu posiłków dla osób z dysfagią (jako sposób na nadanie mieszankom o konsystencji puree bardziej atrakcyjnej formy i tekstury), czy jako nowatorki sposób zamrażania żywności.

Wśród problemów „tradycyjnego” biodruku 3D, które próbują rozwiązać inżynierowie z zespołu pracującego nad nowym procesem, wymieniane są dwie kwestie. Pierwsza dotyczy problemów z utrzymaniem komórek w drukowanym w 3D narządzie przy życiu, związanym z ograniczonymi zasobami substancji odżywczych przy długim czasie druku. Wówczas przy próbach stworzenia całego dużego narządu komórki mogą nie dożyć końca wydruku. Druga kwestia natomiast jest czysto logistyczna – wydrukowany narząd wymaga transportu, który bywa problematyczny.

Rozwiązaniem obu problemów miałoby być wytwarzanie narządów w pojedynczych warstwach, drukowanych jednocześnie na licznych drukarkach. Następnie dwuwymiarowe warstwy byłyby składane w cały narząd. Cały proces jest wspierany krioprezerwacją – specjalnym rodzajem „zamrażania”, w którym schłodzone do bardzo niskich temperatur komórki zatrzymują swoją aktywność biologiczną, ale nie umierają. Dzięki temu większa liczba komórek miałaby szansę przeżycia samego procesu drukowania, ponadto krioprezerwacja znacznie ułatwiłaby transport, a nawet umożliwiłaby magazynowanie narządów.

Dodatkowe informacje

Krioprezerwacja, czy też witryfikacja to technika pozwalająca na długotrwałe przechowywanie tkanek i narządów z możliwością przywrócenia ich czynności. Proces ten, choć często określany jest jako „zamrożenie”, z faktycznym zamrożeniem nie ma – i nie powinien mieć – wiele wspólnego. Dzięki specjalnym substancjom witryfikującym możliwe jest schłodzenie komórek do temperatury −196 °C bez ich uszkodzenia, podczas gdy w trakcie mrożenia powstają kryształki lodu, które niszczą i uśmiercają komórki. Witryfikacja wykorzystywana jest między innymi w inżynierii tkankowej, jak również w medycynie w celu przechowywania na przykład spermy i fragmentów jajników. Dynamicznym rozwojem cieszy się również krionika – dziedzina zajmująca się krioprezerwacją i przywracaniem do życia całych organizmów, również ludzkich.
Problematykę krioniki, a przy okazji również sam proces krioprezerwacji, w wyczerpujący sposób opisał Tim Urban (Wait But Why): klik

Wielowarstwowa kriolitografia, jak naukowcy nazwali opracowaną przez siebie metodę, ma w gruncie rzeczy niewiele wspólnego z drukiem 3D jako takim. Dwuwymiarowa warstwa drukowana na specjalnym podłożu składającym się z części hydrofobowych i hydrofilowych po wydrukowaniu zostaje natychmiast przeniesiona przez robotyczne ramię do osobnej stacji, w której warstwy są składane razem w trójwymiarowy obiekt. Powstający narząd z każdą kolejną warstwą jest coraz głębiej zanurzany w kąpieli krioprezerwującej i schładzany, a sam proces witryfikacji przyczynia się do łączenia warstw tkankowych. Naukowcy są w stanie kontrolować tempo schładzania tkanek. Kolejnym krokiem będzie optymalizacja całego procesu.

Źródło: engineering.berkeley.edu

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close