Proizvodnja štampača evoluirala je u svakom smislu reči. Ako mislite da se radi o naprednoj nabavci štampača, uštedi boja, papira i optimizaciji dokumenata, produženja roka uređaja i servisa štampača, varate se. Reč je o totalno novom bar za naše okolnosti pristupu. Reč je o štampanju ćelija.
Šta je bioprinting?
3D bioprinting je proces stvaranja ćelijskih obrazaca u laboratorijskom prostoru pomoću 3D tehnologije štampanja, gde su funkcija ćelije i održivost očuvane u štampanoj konstrukciji.
3D bioprinteri koriste metod – nanošenje sloja po sloj. Na taj način stvaraju se strukture nalik tkivu koje se kasnije mogu koristiti u oblasti medicinskog bioinženjeringa.
Bioštampanje pokriva širok spektar materijala.
Trenutno, bioprinting može da se koristi za štampanje tkiva i organa, da bi se video efekat raznih lekova.
Pored toga, 3D bioprinting je počeo da obuhvata štampanje skela. Ove skele se mogu koristiti za regeneraciju zglobova i ligamenata.
3D bioprrinting obično prate tri koraka, pre bioprinting, 3D bioprinting i post bioprinting.
Pre bioprinting
Pre bioprinting je proces kreiranja modela koji bi kasnije štampač trebalo da stvori i odabir materijala koji će se koristiti. Jedan od prvih koraka je biopsija organa. Tehnologije koje se koriste za bioprinting su kompjuterizovana tomografija (CT) i magnetna rezonanca (MR).
Da bi se štampalo sa pristupom sloj po sloj, prate se slike tomografske rekonstrukcije. Sada 2D slike se šalju štampaču na izvršenje. Kada je slika napravljena, određene ćelije se izoluju i množe. Ove ćelije se zatim mešaju sa specijalnim tečnim materijalima koji obezbeđuje kiseonik i druge hranljive materije da bi ostale u životu.
U drugom koraku, tečna smeša ćelija i hranljivih materija smeštena je u patronama štampača i koristeći skeniranje pacijenta, struktuiše tkivo. Kada se bioprinting pre-tkivo prenese u inkubator, ovo ćelijsko pre tkivo preraste u tkivo.
3D bioprinting
3D bioprinting za fabrikovanje bioloških konstrukcija obično podrazumeva nanošenje ćelija na biokompatibilnim skelama, koristeći sloj po sloj pristup za stvaranje trodimenzionalme strukture poput tkiva.
(Međutim, pokazalo se, bar za sada, da nekim veštački napravljenim organima 3D printingom, kao što su jetra i bubrezi, nedostaju ključni elementi kao što su bitni krvni sudovi, tubuli za skupljanje urina i rast milijardi ćelija potrebnih za rad ovih organa. Bez ovih komponenti delovi tela na periferiji nemaju načina da dobiju osnovne hranljive materije i kiseonik.
Mnoge tehnologije za štampanje ovih ćelija razlikuju se u svojoj sposobnosti da obezbede stabilnost i vijabilnost ćelija tokom procesa proizvodnje. Neke od metoda koje se koriste za 3D bioprinting ćelija su fotolotografija, magnetni bioprinting, stereolitografija i direktno istiskivanje ćelija.
Post bioprintinging
Post bioprintingingom je neophodno stvoriti stabilnu strukturu od biološkog materijala. Ukoliko ovaj proces nije dobar, mehanički integritet i funkcija 3D štampanih objekata je pod rizikom. Da bi se objekat održao, potrebne su mehaničke kao i hemijske stimulacije. Ove stimulacije šalju signale ćelijama za kontrolu remodelovanja i rast tkiva. Pored toga, u nedavnom razvoju, bioreaktorne tehnologije su omogućije sazrevanje tkiva, vaskularizaciju tkiva i sposobnost da preživi transplantaciju.
Bioreaktori rade u pružanju transporta hranljivih materija, stvarajući mikrogravitaciono okruženje. Svaki tip bioreaktora je idealan za određene tipove tkiva, npr.kompresivni bioreaktori su idealni za hrskavicu.
3D bioprinting doprinosi značajnom napretku u oblasti medicinskog bioinženjeringa dozvoljavajući istraživanje na inovativnim materijalima pod nazivom biomaterijali.
Neke od najznačajnijih bioinženjerskih supstanci su jače i izdržljivije od prosečnog telesnih materijala uključujući meka tkiva i kosti. Ovi sastojci mogu delovati kao buduće zamene, pa čak mogu biti i bolji od originala.
Inženjeri takođe istražuju i druge opcije kao što su štampanje mikro kanala koji mogu da povećaju difuziju hranljivih materija i kiseonika iz susednih tkiva.
Takođe, još jedan od ciljeva je da odštampani mini organi kao što su srce, jetra ili pluća, budu potencijal za preciznije testiranje novih lekova i eliminaciju potrebe da se testiranje radi na životinjama.
