Первые попытки реализации 3D-печати человеческих «запчастей» предпринимались еще в 2000 году. Биоинженер Томас Боланд приспособил для этого принтеры от Lexmark и HP, которые создавали фрагменты ДНК. Устройства специально были выбраны с достаточно крупным диаметром сопла — для сохранения клеток при печати. Кроме того, потребовалось модернизировать софт, чтобы иметь возможность контролировать температуру и вязкость чернил. Технологию запатентовали три года спустя, и с тех пор индустрия неуклонно развивалась, представляя все новые и новые варианты печати.
На сегодняшний день выделяют три основных типа биопринтеров. Наиболее распространенный и востребованный — струйный. По своему принципу работы он не сильно отличается от привычных типографских принтеров. Вместо обычных чернил его заправляют биологическим материалом с клетками, а вместо бумаги — электроподдон с гидрогелем. Такие устройства отличаются простотой конструкции и программного обеспечения, относительно низкой стоимостью, высоким качеством и скоростью печати. Метод позволяет варьировать концентрацию клеток, что создает мягкий переход границ, то есть градиент. Струйные биопринтеры совместимы со многими материалами и имеют высокий процент выживания клеток, однако способны печатать только в одной плоскости, постепенно наслаивая объем.
После печати полученные структуры помещают в специальную среду, где они «дозревают» перед пересадкой, что необходимо для стабилизации и правильного функционирования клеток. Этот этап может занимать до нескольких недель.
Помимо обычных аддитивных, то есть послойных, есть и другие биопринтеры. Некоторые из них могут печатать коллагеном непосредственно на пораженной области. В таком случае этап дозревания пропускается.
Особое значение имеет компьютерная модель будущего объекта. Для этого ученые сканируют и формируют анатомические структуры с помощью компьютерной и магнитно-резонансной томографии. В итоге получаются двухмерные изображения, которые затем наслаиваются и формируют 3D-продукты.
В качестве биочернил для печати используются стволовые клетки, свиной коллагеновый белок или материал на основе водорослей
Стволовые клетки — своеобразная основа, «кирпичики», предшественники других клеток, из которых затем может вырасти ткань, а впоследствии и любой необходимый орган.
В случае работы со стволовыми клетками их извлекают из тела пациента с помощью биопсии, а после подготавливают в биореакторе до нужного количества в процессе деления. Биопринтер полимеризует клеточную структуру — связывает ее с помощью ультрафиолета, нагревания или охлаждения. Клеточные слои соединяются гидрогелем, который может быть как органическим, так и искусственным.
>>>БАЗЫ ДАННЫХ(EMAIL, ТЕЛЕФОНЫ). БЕСПЛАТНО.<<<
Добавить комментарий