Podle studie zveřejněné v časopise Science z 2. srpna učinili vědci důležitý krok k tomu, aby mohli provádět trojrozměrný biotisk funkčních orgánů poté, co vědci vymysleli způsob, jak rekonstruovat komponenty lidského srdce.
Vědci z Carnegie Mellon University vyvinuli pokročilou verzi technologie Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), což je bezprecedentní 3D tištěný kolagen, který vytváří části lidského srdce, od malých krevních cév přes chlopně až po komory. Porazit. Nedávno získaný americký patent 10 150 258, technologie FRESH byla licencována společností FluidForm a společnost FluidForm se zavázala výrazně rozšířit možnosti 3D tisku.
"Nyní máme schopnost vytvářet konstrukce, které reprodukují klíčové strukturální, mechanické a biologické vlastnosti původních organizací," řekl profesor Adam Feinberg, CTO a spoluzakladatel FluidForm, Carnegie Mellon, Resident Biomaterials and Treatment Group. Místo, kde byla studie dokončena. "Stále existuje mnoho výzev, které je třeba překonat, abychom se dostali do bioinženýrských 3D orgánů, ale tento výzkum představuje důležitý krok vpřed."
Přestože 3D biotisk dosáhl důležitých milníků, přímý tisk živých buněk a měkkých biomateriálů se ukázal jako obtížný. Klíčovou překážkou je podpora měkkých a dynamických biomateriálů během procesu tisku pro dosažení rozlišení a věrnosti požadované pro rekonstrukci složitých 3D struktur a funkcí.
FRESH používá k vyřešení tohoto problému metodu vestavěného tisku pomocí dočasného podpůrného gelu, který umožňuje tisknout složité lešení pomocí nativních nemodifikovaných forem kolagenu 3D. V minulosti byli výzkumníci omezeni, protože měkké materiály bylo obtížné tisknout s vysokou věrností několika vrstev kvůli prohýbání.
Devět členů týmu Carnegie Mellon, vedených spoluzakladatelem a spoluzakladateli FluidForm Andrewem Leem a Andrewem Hudsonem, překonává tyto překážky vyvinutím způsobu, jak řídit samoskládání kolagenu pomocí rychlých změn pH.
FRESH 3D bioprinted srdce je založeno na lidské MRI a přesně reprodukuje pacientovu specifickou anatomii. Menší komory vytištěných lidských kardiomyocytů vykazovaly synchronní kontrakci, šíření směrového akčního potenciálu a ztluštění stěny o 14 procent během maximální kontrakce. Výzvy však přetrvávají, včetně miliard buněk potřebných k výrobě 3D tištěných větších tkání, rozsahu výroby a nedefinovaného procesu monitorování klinického překladu.
Ačkoli se lidské srdce používá pro důkaz konceptu, FRESH tisk kolagenu a dalších měkkých biomateriálů je platformou, která pravděpodobně vytvoří pokročilé lešení pro různé tkáňové a orgánové systémy.
"FluidForm je velmi hrdý na výzkum ve Feinberg Labs," řekl generální ředitel FluidForm Mike Graffeo. "Technologie FRESH vyvinutá Carnegie Mellon University umožňuje biotiskárnám dosáhnout bezprecedentní struktury, rozlišení a věrnosti, což umožňuje obrovský skok v této oblasti. Jsme velmi rádi, že to můžeme nabídnout výzkumníkům z celého světa. Technologie."
FluidForm komercializuje technologii FRESH prostřednictvím svého prvního produktu LifeSupport(TM) gel na podporu biotisku, který umožňuje výzkumníkům po celém světě získat účinný 3D biotisk kolagenu, buněk a různých biomateriálů.
