Običajni 3D tiskalniki, prilagojeni za tiskanje arterij.

Skupina raziskovalcev iz Združenih držav je na konvencionalni 3D tiskalnik natisnila umetne analoge koronarnih in femoralnih žil, srca in drugih kompleksnih bioloških struktur. Da bi to naredili, so prišli do novega načina tiskanja "gel-in-gel". Delo je bilo objavljeno v reviji Science Advances, sporočilo za javnost pa je na voljo na spletni strani Univerze Carnegie Mellon.

Tradicionalno 3D tiskanje omogoča ustvarjanje predmetov iz plastike ali kovine. Za ustvarjanje bioloških struktur, kot so srce ali krvne žile, so potrebni mehki biokompatibilni materiali. Glavna težava pri ustvarjanju ne-trdnih predmetov je v samem načelu 3D-tiskanja: pri uporabi naslednjega sloja je potrebno, da prejšnji služi kot osnova za to. Vendar kolagen, fibrin in drugi želatinasti materiali, ki so idealni za uporabo v medicini, ko jih poskušajo »natisniti«, se preprosto usedajo pod svojo težo..

Raziskovalci so našli rešitev za ta problem z uporabo drugega želatinastega mikrodelnega gela kot matrike za tiskanje. Znanstveniki so pobrali biokompatibilen material z malo mehanske odpornosti, tako da se je "igla" tiskalnika lahko prosto gibala na njej, vendar je ostala dovolj gosta, da preprečuje širjenje že natisnjenih plasti. Da bi dosegli zahtevane parametre, so znanstveniki podvrgli običajno želatinasto želatino obdelavi v mešalniku in centrifugirali ter tako dobili gel z delci določene velikosti..

Tiskanje je potekalo z beljakovinami ali gelnimi polisaharidi, na primer alginsko kislino. Kot "šablono" so avtorji uporabili podrobne 3D slike posode ali srca, pridobljene z metodo magnetne resonance. Eksperimenti so bili izvedeni v sterilni atmosferi, želatinast gel je bil položen v petrijevko, pritrjeno na mizo. "Iglo" tiskalnika smo injicirali v želatino in izdelali tiskarski material, ki je tekel iz nosu. V procesu tiskanja je bilo geliranje polisaharida v želatini.

Tiskanje je bilo izvedeno pri temperaturi od 4 do 22 ° C, tako da se gelna baza ne tali. Na koncu je bila temperatura dvignjena na 37 ° C, kar je olajšalo odstranjevanje želatinske matrice. Ta temperatura ni destruktivna ne samo za tiskane predmete, temveč tudi za žive celice, ki jih je mogoče vključiti v tiskano mešanico..

Znanstveniki ne morejo samo ustvariti novega načina za ustvarjanje kompleksnih bioloških struktur, ampak tudi znatno zmanjšati stroške svojih stroškov. Tiskanje bioloških objektov ni novost, prej pa so uporabljali 3D tiskalnike posebne zasnove, katerih stroški so zelo visoki. Avtorji tega dela so v ta namen uspeli prilagoditi navadne 3D-tiskalnike, katerih stroški so 100-krat manjši. V prihodnosti bodo znanstveniki v strukture, ki so jih natisnili, predstavili prave srčne celice za nadaljnje nastajanje mišičnega tkiva in ustvarjanje "živega" umetnega srca..