Cryolitografia multistrato per una migliore sopravvivenza cellulare ovvero Bioprinting with Frozen Cells:
Gli ingegneri di Berkeley potrebbero finalmente aver trovato un modo realistico di stampare organi umani in 3D. Nel loro articolo pubblicato di recente, ” Un dispositivo per la criolitografia a più strati paralleli per la produzione di materiale biologico per l’ingegneria tissutale “, gli autori Gideon Ukpai, Joseph Sahyoun, Robert Stuart, Sky Wang, Zichen Xiao e Boris Rubinsky spiegano come sono stati in grado di accelerare la stampa 3D con hardware aggiuntivo e bracci robotici che lavorano a velocità elevata. Le temperature estreme diventano anche un importante quoziente per la sostenibilità cellulare.
I ricercatori oggi potrebbero essere in grado di estrarre cellule e avere un eccellente concetto per manipolarli, ma la loro fragilità spesso finisce con un progetto promettente prima ancora che inizi. Con tutti questi problemi in mente, gli scienziati hanno creato un nuovo sistema che utilizza temperature di congelamento e una quantità esponenziale di potenza di stampa per ottenere velocità nella produzione, in pratica, prima che le cellule abbiano la possibilità di morire e rovinare tutto:
“La tecnologia utilizza la criolitografia multistrato (MLCL) per rendere i prodotti biologici più veloci e in quantità maggiori stampando simultaneamente i livelli 2D in parallelo e assemblando gli strati in una struttura 3D in un sito di assemblaggio, invece di assemblare sequenzialmente e linearmente un oggetto 3D da singoli elementi come
Mentre la temperatura e la chimica costanti sono vitali per mantenere in vita le cellule, la criolitografia qui aggiunge una svolta innovativa, congelando ogni strato e offrendo migliori possibilità di sostenibilità.
“Il problema con il bioprinting 3D è che si tratta di un processo molto lento, quindi non è possibile stampare nulla di grande perché i materiali biologici si deteriorano quando finisci”, ha detto Boris Rubinsky, professore di ingegneria meccanica e leader del team che progettato il dispositivo. “Una delle nostre innovazioni è che congeliamo il materiale mentre viene stampato in modo che il materiale biologico sia preservato e possiamo controllare il tasso di congelamento”.
Spesso indicato come il Santo Graal del bioprinting, i ricercatori vedono la fabbricazione di organi come obiettivo finale. Ciò potrebbe prolungare la vita di così tanti pazienti in attesa di trapianti e, in futuro, consentire ai medici di offrire cure mediche straordinarie. Con questa nuova tecnologia, i ricercatori hanno ancora più controllo sulla produzione, la temperatura e la sostenibilità.
“Dato che ogni strato è impilato per formare una struttura 3D, una delle innovazioni che abbiamo implementato è stata quella di immergere la struttura 3D in un bagno criogenico per congelarlo invece di riempire il bagno per incontrare ogni strato”, ha detto Joseph Sahyoun (Meng ‘ 18, ME) e co-autore sulla carta. “Questo metodo ci ha permesso di controllare il tasso di congelamento in modo più preciso.”
Il nuovo sistema potrebbe tradursi in una migliore qualità anche nell’arena di preparazione del cibo, a causa della tecnica ad alte prestazioni nel congelamento.
“Questo è importante perché la dimensione dei cristalli di ghiaccio e l’omogeneità dei cristalli di ghiaccio sono un elemento centrale nella qualità dei cibi surgelati”, ha detto Boris Rubinsky, professore di ingegneria meccanica e co-autore della carta.
“La disfagia è molto comune tra la popolazione geriatrica. Poiché questi pazienti hanno difficoltà a deglutire, vengono nutriti con alimenti che sono essenzialmente poltiglia, quindi non hanno appetito e il problema si acuisce “, ha affermato Rubinsky. “Ma se riesci a creare cibo con la consistenza, questo potrebbe essere più appetitoso. Poi, mentre masticano, il cibo si scioglierà in bocca in modo che possano deglutire e ottenere i nutrienti. La nostra tecnologia ti consente di farlo con qualsiasi tipo di cibo. “
Questa nuova forma di stampa ha un potenziale enorme nell’intero settore, ma soprattutto nel campo dell’ingegneria dei tessuti, una delle aree di ricerca più calde oggi. E mentre la bioprinting sta ovviamente facendo enormi passi avanti nel campo medico, questo progetto rappresenta un ulteriore esempio delle molte diverse forme di raffinatezza affrontate nella stampa 3D. Negli ultimi anni, le innovazioni nel software, nell’hardware e nei materiali 3D si sono intensificate come domini tecnologici e non sembrano essersi fermati presto.
I ricercatori continuano a trovare modi per mantenere le cellule vive abbastanza a lungo da ingegnerizzare il tessuto con successo, sia per la fabbricazione in laboratorio di un polmone , della vescica o persino di un cuore cellulare . Scopri di più su come la robotica sta spingendo più avanti la tecnologia di stampa 3D qui.
