Bežné 3D tlačiarne prispôsobené na tlač tepien.

Skupina výskumníkov zo Spojených štátov amerických vytlačená na bežných 3D tlačiarňach umelých analógov koronárnych a femorálnych ciev, srdca a ďalších komplexných biologických štruktúr. Na tento účel prišli s novou metódou tlače "gel-in-gel". Práca bola publikovaná v časopise Science Advances, tlačová správa je k dispozícii na webovej stránke Carnegie Mellon University.

Tradičná 3D tlač umožňuje vytvárať objekty z plastu alebo kovu. Na vytvorenie biologických štruktúr, napríklad srdca alebo krvných ciev, sú však potrebné mäkké biokompatibilné materiály. Hlavný problém vytvárania nepevných objektov spočíva v samotnom princípe 3D tlače: pri aplikácii nasledujúcej vrstvy je potrebné, aby základom pre to bola predchádzajúca vrstva. Avšak kolagén, fibrín a iné želé-ako materiály, ktoré sú ideálne pre lekárske aplikácie, keď sa snažia "tlačiť", jednoducho usadiť pod vlastnou váhou..

Vedci zistili, že tento problém je možné vyriešiť použitím iného želatínového mikročasticového gélu ako matrice na tlač. Vedci zobrali biokompatibilný materiál s malou mechanickou odolnosťou, takže „ihla“ tlačiarne sa na ňom mohla voľne pohybovať, ale zostala dostatočne hustá, aby sa zabránilo šíreniu už vytlačených vrstiev. Na dosiahnutie požadovaných parametrov vedci podrobili obvyklé želatínové želé spracovaniu v miešači a odstredivke, čím sa získal gél s časticami určitej veľkosti..

Tlač sa uskutočnila proteínmi alebo gélovými polysacharidmi, napríklad kyselinou algínovou. Ako "šablóna" autori použili detailné 3D obrazy ciev alebo srdca, získané pomocou metódy magnetickej rezonancie. Experimenty boli uskutočňované v sterilnej atmosfére, želatínová gélová báza bola umiestnená do Petriho misky, ktorá bola pripevnená na stole. "Ihla" tlačiarne sa vstrekla do želatíny a vytvorila tlačový materiál, ktorý prúdil z nosa. V procese potláčania došlo k želatinácii polysacharidu v želatíne.

Tlač sa uskutočnila pri teplote od 4 do 22 ° C, takže sa gélová báza neroztopila. Na konci sa teplota zvýšila na 37 ° C, čo uľahčilo odstránenie želatínovej matrice. Táto teplota je nedeštruktívna nielen pre tlačené objekty, ale aj pre živé bunky, ktoré môžu byť obsiahnuté v tlačenej zmesi..

Vedci nemohli len vytvoriť nový spôsob vytvárania komplexných biologických štruktúr, ale tiež výrazne znížiť náklady na jeho náklady. Tlač biologických predmetov nie je novinkou, ale skôr používala 3D tlačiarne špeciálneho dizajnu, ktorých cena je veľmi vysoká. Autorom tejto práce sa na tento účel podarilo prispôsobiť obyčajným 3D tlačiarňam, ktorých náklady sú 100-krát nižšie. V budúcnosti budú vedci zavádzať do štruktúr, ktoré tlačia, skutočné srdcové bunky na ďalšiu tvorbu svalového tkaniva a vytvorenie „živého“ umelého srdca..