Glede na študijo, objavljeno v številki Science 2. avgusta, so znanstveniki naredili pomemben korak k možnostim izvajanja tridimenzionalnega biotiskanja funkcionalnih organov, potem ko so raziskovalci razvili način za rekonstrukcijo koraka komponent človeškega srca.
Raziskovalci na Univerzi Carnegie Mellon so razvili napredno različico tehnologije Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), 3D-natisnjenega kolagena brez primere, ki gradi dele človeškega srca, od majhnih krvnih žil do zaklopk do prekatov. Beat. Nedavno pridobljen ameriški patent 10.150.258, FRESH tehnologija je licencirana s strani FluidForm, FluidForm pa se zavzema za močno razširitev zmogljivosti 3D tiskanja.
"Zdaj imamo možnost zgraditi konstrukte, ki reproducirajo ključne strukturne, mehanske in biološke lastnosti domačih organizacij," je dejal profesor Adam Feinberg, tehnični direktor in soustanovitelj FluidForm, Carnegie Mellon, Resident Biomaterials and Treatment Group. Kraj, kjer je bila študija zaključena. "Še vedno je veliko izzivov, ki jih je treba premagati, da bi prišli do bioinženirskih 3D organov, vendar ta raziskava predstavlja pomemben korak naprej."
Čeprav je 3D biotiskanje doseglo pomembne mejnike, se je neposredno tiskanje živih celic in mehkih biomaterialov izkazalo za težavno. Ključna ovira je podpora mehkih in dinamičnih biomaterialov med postopkom tiskanja za doseganje ločljivosti in natančnosti, potrebnih za rekonstrukcijo kompleksnih 3D struktur in funkcij.
FRESH uporablja vgrajeno metodo tiskanja za rešitev tega izziva z uporabo začasnega podpornega gela, ki omogoča tiskanje zapletenih ogrodij z uporabo izvornih nespremenjenih oblik kolagena 3D. V preteklosti so bili raziskovalci omejeni, ker je bilo mehke materiale težko tiskati z visoko natančnostjo več plasti zaradi povešenosti.
Pod vodstvom soustanovitelja in soustanoviteljev FluidForm Andrewa Leeja in Andrewa Hudsona devet članov ekipe Carnegie Mellon premaga te ovire z razvojem načina za spodbujanje samosestavljanja kolagena s hitrimi spremembami pH.
FRESH 3D biološko natisnjeno srce temelji na človeški magnetni resonanci in natančno reproducira pacientovo specifično anatomijo. Manjši ventrikli natisnjenih človeških kardiomiocitov so pokazali sinhrono kontrakcijo, usmerjeno širjenje akcijskega potenciala in zadebelitev sten za 14 odstotkov med najvišjo kontrakcijo. Vendar ostajajo izzivi, vključno z milijardami celic, potrebnih za proizvodnjo 3D-natisnjenih večjih tkiv, obsegom proizvodnje in nedefiniranim postopkom spremljanja kliničnega prevajanja.
Čeprav se človeško srce uporablja za dokaz koncepta, je FRESH tiskanje kolagena in drugih mehkih biomaterialov platforma, ki bo verjetno zgradila napredne ogrodje za različna tkiva in organske sisteme.
"FluidForm je zelo ponosen na raziskave v Feinberg Labs," je dejal izvršni direktor FluidForm Mike Graffeo. "Tehnologija FRESH, ki jo je razvila Univerza Carnegie Mellon, omogoča biotiskalnikom, da dosežejo strukturo, ločljivost in zvestobo brez primere, kar omogoča velik preskok na tem področju. Zelo smo veseli, da to lahko ponudimo raziskovalcem po vsem svetu. Tehnologija."
FluidForm komercializira tehnologijo FRESH s svojim prvim izdelkom LifeSupport(TM) gel za podporo biotiskanju, ki raziskovalcem po vsem svetu omogoča učinkovito 3D biotiskanje kolagena, celic in različnih biomaterialov.
