Ny molekylær printteknologi kunne genskabe komplekse kemiske miljøer, der ligner den menneskelige krop

Ny mønsterteknologi, der kunne åbne muligheder for at genskabe komplekse biologiske miljøer, er blevet udviklet af forskere ved Queen Mary University of London (QMUL).

'3DEAL' er en enkel og billig fremstillingsteknik, der er i stand til at generere komplekse molekylære mønstre inden for blødt stof, såsom hydrogeler, med mikroskala opløsning og op til centimeter i dybden.

Denne kapacitet gør det muligt at konstruere 3D-hydrogelmiljøer med rumlig kontrol af den kemiske sammensætning, åbner muligheden for at genskabe biologiske scenarier såsom 3-D molekylære gradienter eller mønstre. Dette kunne bruges til at designe nye lægemiddelscreeningsplatforme eller bygge komplekse vævsfremstillede konstruktioner.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Avancerede funktionelle materialer .

Lederforsker professor Alvaro Mata, fra Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, sagde:"Menneskekroppen består stort set af anisotropisk, hierarkisk, og for det meste tredimensionelle strukturer. Nye måder at fremstille miljøer, der kan genskabe fysiske og kemiske træk ved sådanne strukturer, ville have vigtige konsekvenser for måden, hvor mere effektive lægemidler udvikles eller mere funktionelle vævs- og organkonstruktioner kan konstrueres. "

Nøgledesignegenskaben ved 3DEAL er brugen af ​​et elektrisk felt og en porøs maske, som kan bruges til at flytte og specifikt lokalisere flere typer molekyler inden for hydrogeler med mikroskalaopløsning og inden for store mængder.

Gastón Primo, Ph.d. studerende ved Queen Mary og medforfatter af papiret, sagde:"En stor fordel ved teknikken er dens robusthed og omkostningseffektivitet. Den er enkel og kan bruges med forskellige typer let tilgængelige hydrogeler og mønstres med forskellige typer molekyler."

Forskerne håber at skabe variationer af teknikken for at muliggøre endnu mere kompleks mønster samt fokusere på specifikke applikationer inden for vævsteknik og relevante in vitro -modeller til biologiske undersøgelser.

Dietmar Hutmacher, en ekspert i regenerativ medicin videnskab og teknik fra Queensland University of Technology, sagde om forskningen:"Fremstilling af biomimetiske og anisotrope hydrogeler, der udviser retningsafhængige strukturer og egenskaber, har tiltrukket stor interesse i det videnskabelige samfund. Mata-laboratoriet har udvidet værktøjskassen med denne innovative 3DEAL-teknologi."

Arbejdet blev finansieret af ERC Starting Grant Strofunscaff (Strong, funktionelle, indstillelig, selvsamlende hydrogel-stilladser til regenerativ medicin).