Advanced Solutions dimostra i costrutti dei tessuti 3D utilizzando la bioprinting PDMS
Il silicone biocompatibile garantisce elevata biocompatibilità ed elasticità
Il polidimetilsilossano (PDMS) è un noto biomateriale viscoelastico ampiamente utilizzato con applicazioni in tutti i campi dell’ingegneria dei tessuti e biomedici. In generale, il suo utilizzo finora è stato limitato alle applicazioni in cui sono possibili la fusione o lo stampaggio. Advanced Solutions sta dimostrando il bioprinting PDMS con BioAssemblyBot per creare forme complesse potenzialmente utili in una varietà di applicazioni.
I polimeri a base di silicone sono stati usati nei costrutti dei tessuti dalla metà del 20 ° secolo. Il loro uso precoce come dotto biliare sostitutivo e uretra mostrava le qualità utili del materiale: elevata biocompatibilità ed elasticità. Le successive costruzioni di tessuti durante gli 80 anni successivi hanno dimostrato che i polimeri a base di silicone, tra cui il PDMS è il più comune, sono sicuri, ampiamente applicabili ed economici. Il PDMS è caratterizzato da bassa tensione superficiale, basso modulo (che contribuisce alla sua consistenza biologica), idrofobicità, stabilità termica ed elettrica. Oggi, il PDMS è comunemente usato nei componenti del catetere, nei cavi del pacemaker e nelle lenti a contatto.
A causa della gamma limitata di possibili configurazioni di forme fuse e stampate, è preferibile stampare in 3D con PDMS. Un inchiostro per bioprinting PDMS viene ottenuto miscelando polimeri silossanici SE 1700 e Sylgard 184. SE 1700 è un polimero ad alta viscosità che assottiglia, che conferisce all’inchiostro la fedeltà di forma necessaria dopo la stampa. Sylgard 184 ha una viscosità inferiore ed è miscelato con SE 1700 per migliorare la capacità dell’inchiostro di passare attraverso gli aghi di deposizione sotto pressione nelle applicazioni di stampa 3D. Per creare l’inchiostro da stampa, la base polimerica e l’agente indurente sono stati combinati in un rapporto 10: 1. Quindi SE 1700 e Sylgard 184 sono stati combinati in un rapporto 4: 1. Le miscele di PDMS sono state caricate nel cilindro della siringa e centrifugate a 3000 g per 5 minuti per de-gas il materiale. Dopo la stampa, i costrutti sono stati posizionati in un forno durante la notte per curare il costrutto stampato.
Bioprinting PDMSLe strutture PDMS sono state stampate usando BioAssemblyBot di Advanced Solutions Life Sciences. È stato utilizzato un ago 22GA per depositare l’inchiostro PDMS a 70PSI. Le forme stampate includevano oggetti progettati per testare la capacità dell’inchiostro PDMS di coprire spazi vuoti, creare spazi di pori in blocchi solidi, nonché testare la fedeltà della forma dopo l’indurimento.
Il PDMS stampato aderisce alle piastre e alle coerenze dei pozzi, supportando la stampa di forme e strutture complesse. I campioni sono stati esaminati pre e post indurimento e durante il processo di indurimento è stata osservata una deformazione minima della forma. L’analisi microscopica di un piccolo campione ha rivelato che le linee in questi costrutti in media 380 +/- 50 μm dopo che il PDMS è stato polimerizzato in un forno a 60 ° C durante la notte.
Strutture cave, come quelle mostrate nella figura a destra, dimostrano la possibilità di creare pozzi stampati all’interno di una struttura di stampa PDMS. Queste strutture cave possono essere utilizzate per modellare costrutti di cellule e tessuti.
Le strutture reticolari (mostrate nell’immagine nella parte superiore di questo articolo) sono state utilizzate per testare la capacità dell’inchiostro per bioprinting PDMS di coprire distanze più lunghe (1-2 mm) nello spazio vuoto. Questi hanno avuto un grande successo, evidenziando la capacità del bio-inchiostro PDMS di coesistere e mantenere la forma senza essere supportato dal basso. Questi disegni mostrano che i filamenti ben supportati del bio-inchiostro PDMS possono facilmente passare spazi di 2 mm su uno spazio vuoto senza cedimenti.
Le strutture PDMS sono state stampate con Advanced Solutions BioAssemblyBot® utilizzando le procedure di preparazione e i parametri di stampa indicati sopra. Le stampe di prova hanno mostrato che le linee stampate avevano un diametro inferiore a 400 mm e che la spaziatura tra le linee era grande come 1,5 – 2 mm. L’utilità di PDMS e altri siliconi ora combinata con la capacità di formare forme e strutture complesse tramite la stampa 3D consente un’ampia varietà di applicazioni e opportunità.
