Rapid Prototyping w produkcji naczyń krwionośnych

Rapid Prototyping w produkcji naczyń krwionośnych

Sztuczne naczynia krwionośne drukowane przez drukarki 3d mogą wkrótce zostać wykorzystane do przeszczepów.

Do tej pory przeszkodą w inżynierii tkankowej było dostarczanie do sztucznych komórek składników odżywczych, które mają być wchłaniane przez naczynia włoskowate.

Zespół z Instytutu Fraunhofera w Niemczech rozwiązał ten problem za pomocą techniki druku zwanej wielofotonową polimeryzacją.

Wynika są właśnie prezentowane na targach Biotechnica w Niemczech.

Spośród tysięcy pacjentów w potrzebie wielu nie otrzymuje przeszczepu na czas. W Niemczech, na przykład, ponad 11 000 ludzi zostało umieszczonych w kolejce do niego.

Aby mieć pewność, że więcej pacjentów weźmie udział w ratującym życie zabiegu, naukowcy z dziedziny inżynierii tkankowej na całym świecie pracują nad stworzeniem sztucznej tkanki, a nawet całych organów w laboratoriach.

Jednakże organy takie, aby funkcjonować muszą być wyposażone w sztuczne naczynia krwionośne – malutkie i bardzo złożone rurki, które posiadają naturalne narządy, i które są używane do transportu składników odżywczych.

Zostały przeprowadzone liczne próby w celu stworzenia syntetycznych naczyń włoskowatych, a ostatnia z nich, o której mowa, wydaje się być szczególnie obiecująca.

„Poszczególne techniki już działają i są w fazie testów; prototyp całego systemu jest w trakcie budowy,” powiedział dr Gunter Tovar, który kieruje projektem BioRap w Fraunhofer oraz Stuttgarcie.

Technologia prototypowania 3D jest obecnie wykorzystywana w wielu branżach poza wytwarzaniem, począwszy od ubrań, przez modele architektoniczne, a nawet produkcji czekolady.

Ale tym razem, zespół dr Tovar’a miał znacznie trudniejsze zadanie dla drukarek.

Aby wydrukować tak małe i złożone elementy, naukowcy musieli połączyć technologię druku z polimeryzacją dwufotonową – skupianie intensywnej wiązki laserowej na materiale w celu stymulowania cząstek w bardzo małym punkcie ostrości.

Materiały staje się elastycznym ciałem stałym, pozwalając naukowcom na stworzenie bardzo precyzyjnych i elastycznych struktur, które mogą być zdolne do interakcji z naturalną tkanką człowieka.

Aby naczynia nie zostały odrzucone, ich ścianki pokrywane są biomolekułami. Takie biomolekuły są używane również podczas druku.

„Tworzymy podstawy do zastosowania szybkiego prototypowania w elastycznych biomateriałach organicznych,” powiedział dr Tovar.

„Układy naczyniowe pokazują, jak potężne możliwości ma ta technologia. Z pewnością jednak to nie szczyt jej możliwości.”

(rr)