Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Nový bioatrament pre 3D tlač orgánov tvrdne pri telesnej teplote

Nový bioatrament pre 3D tlač orgánov tvrdne pri telesnej teplote
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
18. 4. 2023
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

3D biotlač si získava na popularite ako spôsob liečenia chorôb a zranení vytváraním trojrozmerných živých tkanív a orgánov. Aby však fungovali efektívne, „atramenty“ používané na biotlač musia byť spevnené pomocou UV svetla alebo chemických procesov. Teraz však výskumníci vyvinuli nový bioatrament, ktorý tvrdne v reakcii na telesnú teplotu, vďaka čomu je bezpečnejší na potenciálne použitie v umelých orgánoch a aplikáciách na regeneráciu tkanív.

3D biotlač využíva 3D tlačiteľné bioatramenty, látky (zvyčajne obsahujúce bunky), ktoré spôsobujú, že telo vyvoláva biologickú odpoveď zameranú na regeneráciu tkaniva. Bioatramenty musia mať špeciálne mechanické a biologické vlastnosti, aby sa mohli použiť v biotlačiarňach na báze extrúzie kvôli vysokému namáhaniu procesu 3D tlače. Musia byť tiež biologicky kompatibilné a biologicky odbúrateľné.

Súčasné bioatramenty na báze hydrogélu musia pred použitím v tele prejsť procesom fototvrdnutia. Fotovytvrdzovanie spôsobuje zosieťovanie, tvorbu pevných, trvalých kovalentných väzieb medzi polymérnymi reťazcami v hydrogéle, čo zvyšuje jeho mechanickú pevnosť a stabilitu za fyziologických podmienok. Fotoiniciátory zavedené do hydrogélu na umožnenie fototvrdnutia sú aktivované ultrafialovým (UV) svetlom, ale UV svetlo môže poškodiť DNA buniek. Chemické zosieťovanie, alternatíva k vytvrdzovaniu svetlom, používa na dosiahnutie rovnakého výsledku činidlo (sieťovadlo).

Teraz však výskumníci z Kórejského inštitútu vedy a techniky (KIST) vyvinuli nový bioatrament na báze hydrogélu, ktorý si dokáže zachovať svoju fyzikálnu štruktúru bez potreby fototvrdnutia alebo chemického zosieťovania.

Tím vyvinul hydrogél na báze poly(organofosfazénu) citlivého na teplotu, ktorý existuje v tekutej forme pri nízkych teplotách. To znamená, že sa dá ľahko tlačiť, a vytvrdzuje sa pri telesnej teplote 37 stupňov Celzia bez potreby fototvrdnutia alebo chemického sieťovania.

Ilustračný obrázok. Zdroj: Pixabay

Pri teplote blízkej telesnej teplote bola 3D biotlač fyzikálne stabilná a biodegradovaná na netoxické materiály. Okrem toho výskumníci preukázali, že nový bioatrament môže byť nabitý rastovými faktormi, ktoré je možné skladovať na dlhé obdobia. Tieto proteíny stimulujú rast a diferenciáciu buniek, zápalovú reakciu tela a opravu tkaniva.

Výskumníci zmiešali rastové faktory kostný morfogenetický proteín-2 (BMP-2) a transformujúci rastový faktor beta 1 (TGF-Beta1) do bioatramentu a vytvorili 3D lešenie, ktoré implantovali do poškodenej lebky potkana. Zistili, že okolité tkanivá migrovali do lešenia a podporovali regeneráciu normálnej kosti. Lešenie sa biologicky degradovalo počas 42 dní.

Výskumný tím pokračuje vo vývoji svojho bioatramentu na použitie v iných tkanivách ako kosti a tvrdí, že by sa jedného dňa mohol použiť v umelých orgánoch.

„Keďže vyvinutý bioatrament má iné fyzikálne vlastnosti, prebieha následný výskum na jeho aplikáciu na regeneráciu iných tkanív okrem kostného tkaniva a očakávame, že konečne budeme môcť komercializovať bioatrament prispôsobený každému tkanivu a orgánu,“ povedal Soo-Chang Song, zodpovedajúci autor štúdie.

Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Small.