Potrivit unui studiu publicat în ediția din 2 august a revistei Science, oamenii de știință au făcut o mișcare importantă spre a putea realiza bioprintarea tridimensională a organelor funcționale, după ce cercetătorii au conceput o modalitate de a reconstrui pasul componentelor inimii umane.
Cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon au dezvoltat o versiune avansată a tehnologiei Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (FRESH), un colagen imprimat 3D fără precedent care formează părți ale inimii umane, de la vase mici de sânge la valve la ventriculi. Bate. Obținut recent brevetul american 10.150.258, tehnologia FRESH a fost licențiată de FluidForm, iar FluidForm se angajează să extindă considerabil capacitățile de imprimare 3D.
„Acum avem capacitatea de a construi constructe care reproduc proprietățile structurale, mecanice și biologice cheie ale organizațiilor native”, a spus profesorul Adam Feinberg, CTO și co-fondator al FluidForm, Carnegie Mellon, Resident Biomaterials and Treatment Group. Locul unde a fost finalizat studiul. „Există încă multe provocări care trebuie depășite pentru a ne introduce în organele 3D bioinginerești, dar această cercetare reprezintă un pas important înainte”.
Deși bioimprimarea 3D a atins repere importante, imprimarea directă a celulelor vii și a biomaterialelor moi s-a dovedit dificilă. Un obstacol cheie este sprijinirea biomaterialelor moi și dinamice în timpul procesului de imprimare pentru a obține rezoluția și fidelitatea necesare pentru a reconstrui structuri și funcții 3D complexe.
FRESH folosește o metodă de imprimare încorporată pentru a rezolva această provocare prin utilizarea unui gel de suport temporar, care face posibilă imprimarea de schele complexe folosind forme native nemodificate de colagen 3D. În trecut, cercetătorii erau limitati deoarece materialele moi erau greu de imprimat cu fidelitate ridicată a mai multor straturi din cauza căderii.
Conduși de co-fondatorul și co-fondatorii FluidForm, Andrew Lee și Andrew Hudson, nouă membri ai echipei Carnegie Mellon depășesc aceste obstacole prin dezvoltarea unei modalități de a conduce auto-asamblarea colagenului folosind schimbări rapide ale pH-ului.
Inima FRESH 3D bioprintată se bazează pe RMN uman și reproduce cu exactitate anatomia specifică pacientului. Ventriculele mai mici ale cardiomiocitelor umane imprimate au prezentat contracție sincronă, propagare potențial de acțiune direcțională și îngroșare a peretelui cu 14% în timpul contracției de vârf. Cu toate acestea, rămân provocări, inclusiv miliardele de celule necesare pentru a produce țesuturi mai mari imprimate 3D, amploarea producției și procesul de monitorizare a traducerii clinice nedefinite.
Deși inima umană este folosită pentru demonstrarea conceptului, imprimarea FRESH a colagenului și a altor biomateriale moi este o platformă care este probabil să construiască schele avansate pentru diferite sisteme de țesuturi și organe.
„FluidForm este foarte mândru de cercetările de la Feinberg Labs”, a declarat CEO-ul FluidForm, Mike Graffeo. „Tehnologia FRESH dezvoltată de Universitatea Carnegie Mellon permite bioimprimantelor să obțină o structură, rezoluție și fidelitate fără precedent, permițând astfel un salt uriaș în acest domeniu. Suntem foarte încântați să oferim acest lucru cercetătorilor din întreaga lume. Tehnologie”.
FluidForm comercializează tehnologia FRESH prin primul său produs LifeSupport(TM), gel de suport pentru bioprintare, permițând cercetătorilor din întreaga lume să obțină bioprintare eficientă 3D a colagenului, celulelor și diferitelor biomateriale.
