Трехмерная биопечать трубчатых структур
Изготовление кровеносных сосудов и артерий из настоящей живой ткани при помощи 3D биопринтера постепенно набирает обороты и трансформируется в отдельную ветвь 3D биотехнологий. Трехмерная биопечать активно развивается и ее применение в создании различного рода трубчатых структур становится все более популярной практикой. Однако ее массовому распространению препятствует немало ограничений, которые накладывает сам принцип 3D печати.
Естественно, исследователи ищут пути обхода имеющихся трудностей, и порой находят очень оригинальные решения поставленных задач. Так, команда аргентинских ученых задумала оптимизировать обыкновенный 3D биопринтер путем добавления к нему еще одной, четвертой оси. По словам разработчиков, трехмерная биопечать на таком устройстве снимет множество ограничений при воспроизведении полых, трубчатых структур различной конфигурации.
Оптимизированный 3D принтер
Уникальная разработка принадлежит команде исследователей из CONICET и Национального университета Ла-Платы под руководством доктора Гильермо Р.Кастро. Изначальной их целью было создание полых трубчатых структур. Столкнувшись со сложностями и ограничениями при работе с обыкновенной биопечатью, ученые решили разработать собственную методику воспроизведения объемных изделий. Для этого требовалось оптимизировать существующее оборудование. В чем же суть оригинального улучшения?
Традиционная трехмерная биопечать происходит при помощи стандартных устройств с тремя осями XYZ. Идеей же исследователей является комплектация обычного 3D принтера вращающейся четвертой осью. По сути, это даже не ось, а скорее цилиндрическое, вращающееся поле построения. Нанесение расходного материала происходит непосредственно на его поверхность. Ось вращается как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки, что делает возможным воспроизведение различных комбинаций структур.
Трехмерная биопечать по новой методике
Как объясняют разработчики, стандартная FDM 3D печать требует нанесения каждого нового слоя материала на предыдущий, что неизбежно приводит к трудностям в получении сложных элементов. Особый акцент исследователи ставят на цилиндрические, трубчатые и спиральные структуры. Трехмерная биопечать по разработанной ими методике позволяет воспроизводить все необходимые элементы на 3D принтере, оборудованном инжектором со сменными соплами.
Что касается материалов, команда рассматривает применение разнообразных биополимерных смесей, содержащих альгинат, пектин, хитозан и гидрогель. В зависимости от конкретных целей эти составы меняются и модифицируются. В конечном счете разработчики намереваются отыскать оптимальный состав для роста живых клеток в 3D-печатных каркасах. В перспективе такая методика может успешно применяться для изготовления имитации кровеносных сосудов и прочих трубчатых структур человеческого организма.
