3-D-print skaber superbløde strukturer, der kopierer hjerne og lunger

En ny 3D-printteknik gør det muligt for forskere at replikere biologiske strukturer, som kunne bruges til vævsregenerering og replika-organer.

Imperial College London-forskere har udviklet en ny metode til at skabe 3D-strukturer ved hjælp af kryogenik (frysning) og 3D-printteknikker.

Dette bygger på tidligere forskning, men er den første til at skabe strukturer, der er bløde nok til at efterligne de mekaniske egenskaber af organer såsom hjernen og lungerne. Deres teknik er offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

At være i stand til at matche strukturen og blødheden af ​​kropsvæv betyder, at disse strukturer kan bruges i medicinske procedurer til at danne stilladser, der kan fungere som en skabelon for vævsregenerering, hvor beskadiget væv tilskyndes til at vokse igen.

Regenerering af beskadiget væv ved at 'så' porøse stilladser med celler og tilskynde dem til at vokse, gør det muligt for kroppen at helbrede uden de problemer, der normalt påvirker vævserstattende transplantationsprocedurer, såsom afvisning af kroppen.

Brugen af ​​stilladser bliver mere almindelig og varieret i dens anvendelser, men denne nye teknik er speciel ved, at den skaber superbløde stilladser, der er som det blødeste væv i den menneskelige krop og kunne hjælpe med at fremme denne regenerering. I særdeleshed, der kan være fremtidigt potentiale i podning af neuronale celler; de involverede i hjernen og rygmarven.

Forskerne testede de 3D-printede strukturer ved at så dem med dermale fibroblastceller, som danner bindevæv i huden, og fandt ud af, at der var vellykket tilknytning og overlevelse. Denne succes, sideløbende med tidligere forskning, kunne føre til yderligere muligheder omkring succesfuld vækst af stamceller, hvilket er medicinsk spændende på grund af deres evne til at ændre sig til forskellige typer celler.

Derudover teknikken kunne bruges til at skabe replika kropsdele eller endda hele organer. Disse kunne være utrolig nyttige for videnskabsmænd, giver dem mulighed for at udføre eksperimenter, der ikke er mulige på levende forsøgspersoner. De kunne endda bruges til at hjælpe med medicinsk træning, erstatte behovet for dyrekroppe at praktisere operation på.

Zhengchu Tan, en af ​​forskerne fra Institut for Maskinteknik på Imperial, sagde:"I øjeblikket har vi skabt strukturer på få centimeter store, men ideelt set vil vi gerne skabe en kopi af et helt orgel ved hjælp af denne teknik."

Teknikken bruger fast kuldioxid (tøris) til hurtigt at afkøle en hydrogelblæk, når den ekstruderes fra en 3D-printer. Efter at være blevet optøet, den dannede gel er lige så blød som kropsvæv, men falder ikke sammen under sin egen vægt, hvilket har været et problem for lignende teknikker tidligere.

Dr. Antonio Elia Forte, en af ​​forskerne fra Institut for Bioteknik på Imperial, sagde:"Cryogenics er det nye aspekt af denne teknologi - den bruger faseskiftet mellem flydende og faststof til at udløse polymerisering og skabe superbløde objekter, der kan holde deres form. Det betyder, at teknologien har en bred vifte af mulige anvendelser."