Prema studiji objavljenoj u izdanju časopisa Science od 2. kolovoza, znanstvenici su napravili važan korak prema mogućnosti izvođenja trodimenzionalnog bioprinta funkcionalnih organa nakon što su istraživači osmislili način rekonstrukcije koraka komponenti ljudskog srca.
Istraživači sa Sveučilišta Carnegie Mellon razvili su naprednu verziju Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH) tehnologije, 3D tiskanog kolagena bez presedana koji izgrađuje dijelove ljudskog srca, od malih krvnih žila do ventila do klijetki. Pobijediti. Nedavno dobiven američki patent 10,150,258, FRESH tehnologija je licencirana od strane FluidForma, a FluidForm je predan značajnom proširenju mogućnosti 3D ispisa.
"Sada imamo mogućnost izgraditi konstrukcije koje reproduciraju ključna strukturna, mehanička i biološka svojstva domaćih organizacija", rekao je profesor Adam Feinberg, tehnički direktor i suosnivač FluidForma, Carnegie Mellon, Resident Biomaterials and Treatment Group. Mjesto gdje je studija završena. "Još uvijek postoje mnogi izazovi koje treba prevladati da bismo došli do bioinžinjeringiranih 3D organa, ali ovo istraživanje predstavlja važan korak naprijed."
Iako je 3D bioispis postigao važne prekretnice, izravan ispis živih stanica i mekih biomaterijala pokazao se teškim. Ključna prepreka je podrška mekih i dinamičnih biomaterijala tijekom procesa ispisa kako bi se postigla razlučivost i vjernost potrebni za rekonstrukciju složenih 3D struktura i funkcija.
FRESH koristi ugrađenu metodu ispisa za rješavanje ovog izazova korištenjem privremenog potpornog gela, koji omogućuje ispis složenih skela korištenjem prirodnih nemodificiranih oblika kolagena 3D. U prošlosti su istraživači bili ograničeni jer je mekane materijale bilo teško ispisivati s visokom preciznošću nekoliko slojeva zbog ugiba.
Predvođeni suosnivačem i suosnivačima FluidForma Andrewom Leejem i Andrewom Hudsonom, devet članova tima Carnegie Mellon prevladavaju te prepreke razvijajući način za poticanje samosklapanja kolagena pomoću brzih promjena pH vrijednosti.
FRESH 3D bioprintirano srce temelji se na ljudskoj MRI i točno reproducira anatomiju specifičnu za pacijenta. Manje klijetke tiskanih ljudskih kardiomiocita pokazale su sinkronu kontrakciju, usmjereno širenje akcijskog potencijala i zadebljanje stijenke za 14 posto tijekom vršne kontrakcije. Međutim, izazovi ostaju, uključujući milijarde stanica potrebnih za proizvodnju 3D tiskanih većih tkiva, razmjere proizvodnje i nedefinirani proces praćenja kliničkog prevođenja.
Iako se ljudsko srce koristi kao dokaz koncepta, FRESH ispis kolagena i drugih mekih biomaterijala je platforma koja će vjerojatno izgraditi napredne skele za različita tkiva i organske sustave.
"FluidForm je vrlo ponosan na istraživanja u Feinberg Labsu", rekao je CEO FluidForma Mike Graffeo. "FRESH tehnologija koju je razvilo Sveučilište Carnegie Mellon omogućuje bioprinterima da postignu neviđenu strukturu, rezoluciju i vjernost, čime se omogućuje veliki skok u ovom polju. Vrlo smo zadovoljni što to možemo ponuditi istraživačima diljem svijeta. Tehnologija."
FluidForm komercijalizira FRESH tehnologiju kroz svoj prvi proizvod LifeSupport(TM) gel za potporu bioispisa, omogućujući istraživačima diljem svijeta postizanje učinkovitog 3D bioispisa kolagena, stanica i raznih biomaterijala.
