Konvencionalni 3D pisači prilagođeni za tiskanje arterija.

Skupina istraživača iz Sjedinjenih Država tiskala je na konvencionalne 3D-pisače umjetne analoge koronarnih i femoralnih žila, srca i drugih složenih bioloških struktura. Da bi to učinili, došli su do nove metode tiskanja "gel-in-gel". Rad je objavljen u časopisu Science Advances, a priopćenje za javnost dostupno je na web stranici Sveučilišta Carnegie Mellon.

Tradicionalni 3D ispis omogućuje vam izradu predmeta od plastike ili metala. Međutim, potrebni su mekani biokompatibilni materijali za stvaranje bioloških struktura, kao što su srce ili krvne žile. Glavni problem stvaranja ne-čvrstih objekata leži u samom načelu 3D tiska: pri nanošenju sljedećeg sloja potrebno je da prethodni sloj služi kao osnova za to. Međutim, kolagen, fibrin i drugi želatinozni materijali koji su idealni za medicinsku primjenu, kada ih pokušavaju "ispisati", jednostavno se smire pod vlastitom težinom..

Istraživači su pronašli način za rješavanje ovog problema korištenjem drugog želatinoznog gela za mikročestice kao matrice za ispis. Znanstvenici su pokupili biokompatibilni materijal s malo mehaničke otpornosti, tako da se "igla" pisača mogla slobodno kretati po njoj, ali je ostala dovoljno gusta da spriječi širenje već tiskanih slojeva. Da bi se postigli traženi parametri, znanstvenici su uobičajeni želatinski žele podvrgli obradi u miješalici i centrifugirali, te tako dobili gel s česticama određene veličine..

Tisak je načinjen od proteina ili gel polisaharida, na primjer, alginske kiseline. Kao "matrica", autori su koristili detaljne 3D slike posuda ili srca, dobivene metodom magnetske rezonancije. Eksperimenti su izvedeni u sterilnoj atmosferi, a želatinozni gel je stavljen u Petrijevu zdjelicu fiksiranu na stol. "Igla" pisača je ubrizgana u želatinu i proizveden je tiskarski materijal koji je tekao iz njegovog nosa. U procesu tiskanja došlo je do geliranja polisaharida u želatini.

Tisak je proveden na temperaturi od 4 do 22 ° C, tako da se baza gela ne topi. Na kraju je temperatura podignuta na 37 ° C, što je olakšalo uklanjanje želatinske matrice. Ta temperatura nije destruktivna ne samo za tiskane predmete, već i za žive stanice koje se mogu uključiti u tiskanu smjesu..

Znanstvenici ne mogu samo stvoriti novu metodu stvaranja složenih bioloških struktura, već i značajno smanjiti troškove njezina troška. Tisak bioloških objekata nije novost, ali ranije su se koristili 3D pisači posebnog dizajna, čija je cijena vrlo visoka. Autori ovog rada uspjeli su u tu svrhu prilagoditi obične 3D-pisače, čiji je trošak 100 puta manji. Znanstvenici će ubuduće u strukture koje su tiskali predstaviti prave srčane stanice za daljnje formiranje mišićnog tkiva i stvaranje "živog" umjetnog srca..