Prema studiji objavljenoj u izdanju časopisa Science od 2. avgusta, naučnici su napravili važan korak ka mogućnosti da izvedu trodimenzionalno bioštampanje funkcionalnih organa nakon što su istraživači osmislili način da rekonstruišu korake komponenti ljudskog srca.
Istraživači sa Univerziteta Carnegie Mellon razvili su naprednu verziju tehnologije reverzibilnog ugrađivanja suspendiranih hidrogelova (FRESH), 3D štampanog kolagena bez presedana koji gradi dijelove ljudskog srca, od malih krvnih sudova do ventila do ventrikula. Beat. Nedavno je dobio američki patent 10,150,258, FRESH tehnologiju je licencirao FluidForm, a FluidForm se zalaže za značajno proširenje mogućnosti 3D štampanja.
"Sada imamo mogućnost da izgradimo konstrukcije koje reproduciraju ključne strukturne, mehaničke i biološke osobine domaćih organizacija", rekao je profesor Adam Feinberg, tehnički direktor i suosnivač FluidForm-a, Carnegie Mellon, Resident Biomaterials and Treatment Group. Mjesto gdje je studija završena. "Još uvijek postoje mnogi izazovi koje treba savladati da bismo došli do bioinženjeringa 3D organa, ali ovo istraživanje predstavlja važan korak naprijed."
Iako je 3D bioštampanje postiglo važne prekretnice, direktno štampanje živih ćelija i mekih biomaterijala pokazalo se teškim. Ključna prepreka je podrška mekim i dinamičkim biomaterijalima tokom procesa štampanja kako bi se postigla rezolucija i vjernost potrebne za rekonstrukciju složenih 3D struktura i funkcija.
FRESH koristi ugrađenu metodu štampanja kako bi riješio ovaj izazov korištenjem privremenog potpornog gela, koji omogućava štampanje složenih skela korištenjem prirodnih nemodificiranih oblika kolagena 3D. U prošlosti, istraživači su bili ograničeni jer je mekane materijale bilo teško štampati s visokom vjernošću nekoliko slojeva zbog savijanja.
Predvođeni suosnivačom i suosnivačima FluidForma Andrewom Leejem i Andrewom Hudsonom, devet članova Carnegie Mellon tima prevazilazi ove prepreke razvijajući način pokretanja samosastavljanja kolagena koristeći brze promjene pH vrijednosti.
FRESH 3D bioprintirano srce je bazirano na ljudskom MRI i precizno reproducira anatomiju specifičnu za pacijenta. Manje komore štampanih ljudskih kardiomiocita pokazale su sinhronu kontrakciju, propagaciju usmerenog akcionog potencijala i zadebljanje zida za 14 procenata tokom vršne kontrakcije. Međutim, ostaju izazovi, uključujući milijarde ćelija potrebnih za proizvodnju 3D štampanih većih tkiva, obim proizvodnje i nedefinisani proces praćenja kliničkog prevođenja.
Iako se ljudsko srce koristi za dokaz koncepta, SVEŽE štampanje kolagena i drugih mekih biomaterijala je platforma koja će verovatno izgraditi napredne skele za različite sisteme tkiva i organa.
"FluidForm je veoma ponosan na istraživanje u Feinberg Labs", rekao je izvršni direktor FluidForma Mike Graffeo. "FRESH tehnologija koju je razvio Univerzitet Carnegie Mellon omogućava bioštampačima da postignu neviđenu strukturu, rezoluciju i vjernost, omogućavajući tako ogroman skok u ovoj oblasti. Veoma nam je zadovoljstvo ponuditi ovo istraživačima širom svijeta. Tehnologija."
FluidForm komercijalizuje FRESH tehnologiju kroz svoj prvi proizvod LifeSupport™ gel za podršku bioštampanju, omogućavajući istraživačima širom sveta da dobiju efikasno 3D bioštampanje kolagena, ćelija i različitih biomaterijala.
