Barion Pixel

Lézerhegesztett cukorból nyomtattak ereket

- Hirdetés -

A biomérnökök bebizonyították, hogy egészen sűrűn elhelyezkedő sejtekből álló szöveteket is életben lehet tartani laboratóriumi körülmények között. Ha önmagában ez a hír nem lenne elég érdekes, a megoldás mindenképpen figyelemreméltó: az eljárás kulcsa ugyanis a cukor.

Ugyanis a Rice University porcukrot is használ a test bonyolult, elágazó ereinek utánzására a laboratóriumi termesztett szövetekben. A Nature Biomedical Engineering folyóiratban ismertetett kutatásban a Rice biomérnökei kimutatták, hogy a sűrű elhelyezkedésű sejteket két héten keresztül életben tarthatják még viszonylag nagy szövetstruktúrákban is, ha komplex érrendszerhálózatokat hoznak létre 3D-s nyomtatott cukorból.

A klinikai szempontból releváns szövetek tervezésének egyik legnagyobb akadálya a nagy szövetszerkezetek életben tartása. Elegendő oxigén és tápanyag szállítása az összes sejthez a nagy sejtsűrűségű szövetekben ugyanis monumentális kihívást jelent. A természet ezt a problémát komplex érrendszeri hálózatok kialakításával oldotta meg, amelyek a szöveteinket és szerveinket faágakra emlékeztető mintázatokban szövik át. Az ereink faágszerűen ágaznak el a központi törzsből, lehetővé téve az oxigén és a tápanyagok hatékony eljuttatását a sejtekbe a test egész területén.

- Hirdetés -

A cukorsablonokat egy nyílt forráskódú, módosított 3D lézernyomtató segítségével nyomtatták, a kutatók az eljárást a Science Dailyben megjelent közleményben a créme brulée létrehozásához hasonlították.

A bonyolult, részletes struktúrákat szelektív lézer-szinterezés teszi lehetővé: ez egy olyan 3D-nyomtatási folyamat, amely a por apró szemcséit szilárd 3D-tárgyakká egyesíti. Ellentétben a gyakoribb, extrudálásos 3D nyomtatással, ahol az olvadt anyagszálak egy fúvókán keresztül érkezve rakódnak le, a lézeres szinterezés porágyas technológia. Az extrudálás és a lézer-szinterezés egyidejűleg egy 2D-réteget is létrehoz a 3D formában, de a lézeres módszer lehetővé teszi olyan struktúrák létrehozását, amelyek extrudálás során összeomlanának, ilyenek például a túlnyúló struktúrák, az elágazó hálózatok és a multivaszkuláris hálózatok. A szelektív lézer-szinterezés mindhárom dimenzióban sokkal nagyobb ellenőrzést biztosít, lehetővé téve a könnyű hozzáférést a komplex topológiákhoz.

A cukor azért különösen hasznos az erek sablonjainak létrehozásában, mert szárazon tartós, és gyorsan oldódik vízben, anélkül, hogy a közeli sejteket károsítaná. A szövetek előállításához a kutatók speciális cukrok keverékével nyomtatnak sablonokat, majd a nyomtatott cukorhálózat körül lévő térfogatot kitöltik folyékony gélben lévő sejtek keverékével. A gél néhány perc alatt megszilárdul, majd a cukor feloldódik, és átöblíthetővé válik, így a tápanyagok és az oxigén számára nyitott marad.

Ennek a megközelítésnek a legnagyobb előnye a sebesség, amellyel az egyes szövetszerkezeteket előállíthatjuk. A kutatók állítása szerint a módszerrel akár öt perc alatt is lehetséges nagy struktúrákat létrehozni. A faágszerű érrendszeri architektúrákat generáló számítási algoritmust a Nermost Systems-szel, a számítógépes szimulációt használó tervezőstúdióval együttműködve hozták létre, amely számítógépes szimulációval készít egyedi modelleket, legyen szó művészeti, ékszerészeti vagy háztartási cikkekről, amelyeket a természetben található minták ihletnek.

Hegyi Heni, NEW technology

- Hirdetés -

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!