Više od 113.000 ljudi trenutno je na nacionalnom popisu za transplantaciju u SAD-u. Uz nedostatak donatora, to znači da će, prema američkom ministarstvu zdravstva, oko 20 ljudi umrijeti svaki dan dok čekaju na organ.
No, to bi se moglo promijeniti zahvaljujući istraživačima na Sveučilištu Berkeley, koji su razvili uređaj koji može biti ključ za održivost bio-tiska, proširenje 3D tiska koji omogućuje živom tkivu, kostima, krvnim žilama i cijelim organima da se ispisuju na zahtjev. Rad na ovom radu nedavno je objavljen u Journal of Medical Devices.
Trenutno postoje dvije velike prepreke koje stoje na putu ispisa organa. Budući da žive stanice i funkcionalni organi zahtijevaju posebne temperature i kemijske uvjete za preživljavanje, stanice odumiru tijekom 3D ispisa velikog organa, jer je proces prespor. Čak i ako se organi mogu tiskati u 3D formatu, logistika prijevoza zahtijeva skladištenje, što je uvijek bio tijesan problem za transplantaciju.
Kako bi se smanjila stanična smrt tijekom 3D ispisa organa, istraživači Berkeleya razvili su tehniku koja koristi paralelizaciju, u kojoj više pisača proizvodi 2D slojeve tkiva istovremeno. Ovi 2D slojevi se zatim slojevito slažu i tvore 3D strukture web hosting.
Kako bi se riješio problem skladištenja tih proizvedenih organa, tim se oslonio na sedam desetljeća znanja i tehnika za očuvanje pojedinačnih stanica. Njihova tehnika zamrzava svaki 2D sloj odmah nakon spajanja u 3D strukturu, a taj proces zamrzavanja jednog sloja stanica osigurava optimalne uvjete za preživljavanje procesa zamrzavanja, skladištenja i transporta.
“Trenutno se bio tisak prvenstveno koristi za stvaranje malog volumena tkiva. Problem s 3D bioprintom je da je to vrlo spor proces, tako da ne možete ispisati ništa veliko jer se biološki materijali pogoršavaju dok završite. Jedna od naših inovacija je da zamrzavamo materijal dok se tiska, tako da se biološki materijal sačuva, i možemo kontrolirati brzinu smrzavanja“, rekao je Boris Rubinsky, profesor strojarstva i koautor rada.
Rubinsky je također napomenuo da tiskanjem tkiva u 2D-u, a zatim njihovim sastavom u 3D objekt na drugoj postaji, njegov tim značajno ubrzava proizvodnju u bitnome eliminirajući vrijeme ispisa. Nakon što proizvodna traka bio-pisača stvara paralelno višestruke 2D slojeve tkiva, robotska ruka – pojačana majstorima studenata inženjerstva – uzme sloj i nosi ga na drugu postaju. Tamo se tkiva slažu zajedno kako bi se stvorio 3D objekt i spajaju se smrzavanjem.
“Budući da je svaki sloj složen u 3D strukturu, jedna od inovacija koju smo proveli bila je umočiti 3D strukturu u kriogenu kupku kako bi je zamrznula, umjesto da se kadica napuni kako bi se zadovoljio svaki sloj”, rekao je Joseph Sahyoun (Meng. ’18, ME) i koautor na radu online marketing. “Ova metoda nam je omogućila točniju kontrolu brzine smrzavanja.”
TechXplore
HR 
EN