3D bioštampane konstrukcije vremenom menjaju oblik

Istraživači u Čikagu razvili su metod za kreiranje 3D štampanih konstrukata biomastila napunjenih ćelijama koji mogu da menjaju oblik tokom vremena, baš kao što to rade tkiva u telu.

Biokonstrukti bogati ćelijama koji pokazuju kontrolisane, složene 4D transformacije

Uključivanje crosslinking molekula u štampane hidrogelove, od kojih su neki osetljivi na UV svetlo, omogućava konstruktima da se podvrgnu promeni oblika nakon štampanja. Tehnika bi mogla pomoći naučnicima da modeliraju razvoj tkiva kao što su kost ili hrskavica, koja takođe prolaze kroz promene oblika kao odgovor na spoljašnje stimuluse, ili tokom zarastanja i razvoja. Istraživači UIC-a (University of Illinois Chicago) su ovu tehniku nazvali „4D štampanjem“, pri čemu je četvrta dimenzija predstavljena morfološkim promenama tokom vremena.

3D štampanje je otključalo najluđe fantazije istraživača u inženjerstvu tkiva, omogućavajući im da štampaju složene oblike koji se sastoje od biokompatibilnog mastila i inkapsuliranih ćelija. Tehnika mnogo obećava u stvaranju zamene za tkiva ili čak organe, ali ima mnogo posla pre nego što dođemo do te tačke. Ovaj najnoviji razvoj omogućava istraživačima da kreiraju 3D oblike koji kasnije prolaze kroz unapred programirane promene oblika. Oni mogu biti dizajnirani tako da se dešavaju automatski tokom vremena ili na zahtev, i uključuju pažljivo ugrađivanje gradijenta umreženih molekula koji vezuju strukturu zajedno na molekularnom nivou, što rezultira predvidljivim promenama oblika. Biomastilo se sastoji od mikrogelova u obliku pahuljica koji su čvrsto spakovani zajedno, a istraživači su takođe uključili žive ćelije i molekule za umrežavanje osetljive na svetlost u štampane strukture.

Ovaj sistem biomastila pruža mogućnost štampanja biokonstrukcija sposobnih da postignu sofisticiranije arhitektonske promene tokom vremena nego što je to ranije bilo moguće. Ove strukture bogate ćelijama sa unapred programiranim i kontrolisanim morfiranjem oblika obećavaju da će bolje oponašati prirodne razvojne procese tela i mogu pomoći naučnicima da sprovedu preciznije studije morfogeneze tkiva i postignu veći napredak u tkivnom inženjeringu. Performanse promene oblika štampanih konstrukcija mogle bi biti korisne za istraživače koji žele da bolje oponašaju tkiva koja menjaju oblik u našim telima. Kost, na primer, ima izuzetan kapacitet da se preoblikuje kao odgovor na fizičke stimuluse, ali do danas nije bio dostupan biomaterijal koji oponaša ovu osobinu kostiju.

Biomastila imaju ono što se naziva razređivanje smicanja (shear-thinning) i svojstva brzog samoizlečenja koja omogućavaju glatko štampanje. Štampani biokonstrukti ostaju netaknuti dok se, na primer, savijaju, uvijaju ili prolaze kroz bilo koji broj višestrukih deformacija. Sa ovim sistemom, tkiva nalik hrskavici sa složenim oblicima koji se vremenom razvijaju mogu biti podložni bioinženjeringu.

Izvor: Medgadget