يزن طابعة حيوية محمولة 997 جرامًا فقط.طور باحثون في جامعة تورونتو طابعة بيولوجية ثلاثية الأبعاد يمكنها طباعة شرائط من المواد الحيوية لشفاء الجروح العميقة على الجلد. الجهاز المحمول يلائم يدك ويزن 997 جرامًا. يمكنه طباعة رقعة جلدية بعرض 2 سم في بضع دقائق.
تم إجراء تجارب من bioprinter 3D على الحيوانات الكبيرة والصغيرة: لهذا ، تم قطع جرح بحجم 20x40 ملم على جلد حيوان ، وتم صنع ركيزة agarose ، وبعد ذلك تم تطبيق طبقة من المواد الحيوية المطبوعة.
المواد والأساليبيوضح الشكل أعلاه رسمًا بيانيًا يوضح عملية الطباعة الحيوية. يتم تعليق الخلايا في محلول هيدروجيل. ثم يتم ملؤها بمحاقن واحدة (أو إذا لزم الأمر ، عدة). تحتوي حقنة أخرى على حل يشكل روابط متقاطعة (كما هو موضح باللون الأزرق في الشكل أ). يعزز هذا المحلول في الظروف المعتدلة (أي عند درجة الحموضة الطبيعية ودرجة حرارة الجسم) تحويل محلول البوليمر الحيوي إلى هلام.
بعد تثبيت الحقن المعبأة في طابعة بيولوجية يدوية ، يتم تطبيق الحبر الحيوي كمادة بيولوجية أو طبقة نسيج على كوب الثقافة أو مباشرة على سطح الجرح. على سبيل المثال ، يمكن توزيع الحبر الحيوي المحتوي على
الأرومة الليفية البشرية بالتساوي في الطبقة الجلدية بسمك 0.1 - 0.6 ملم. يمكن تطبيق
الخلايا الكيراتينية التي تحتوي على الحبر الحيوي في شرائط متوازية مفصولة بشرائط خالية من الخلايا ، والتي تشبه زرع الجلد الظهاري الشبكي.
خرطوشة ميكروفلويديكالجزء الرئيسي من الجهاز هو خرطوشة ميكروفلويديك مصنوعة من بوليمر شفاف. تم إنشاؤه على طابعة ثلاثية الأبعاد. توفر الخرطوشة توزيعًا جانبيًا موحدًا لحلين على الأقل في شبكات القنوات الدقيقة الموجودة في طائرات منفصلة. تحتوي الخرطوشة على فتحات بعرض 8 و 14 و 20 مم.
إعداد الركيزة Agaroseيتم تحضير محلول 2 ٪ من الاغاروز في الماء منزوع الأيونات بالتسخين بإشعاع الميكروويف. يتم تبريد المحلول إلى 60 درجة مئوية قبل سكبه على أطباق بتري المعقمة ، مما يؤدي إلى تكوين طبقة هلامية بسمك 3 مم. يتماسك الجل في 30 دقيقة عند درجة حرارة الغرفة.
إعداد الحبر الحيوي
أعد الباحثون الحبر الحيوي بثلاث مركبات مختلفة.
1. بالنسبة لطبقات الكولاجين الألجينية: تم إذابة ألجينات الصوديوم في
DMEM و 20 مليمول / لتر
HEPES وتم ترشيحها باستخدام فلتر ميكرون حقنة 0.1 ميكرومتر. تمت موازنة الكولاجين من النوع 1 مع الرقم الهيدروجيني 7 مع 1 جم / مول NaOH في محلول ملحي فوسفات (PBS). تم خلط محاليل المخزون للحصول على تركيز 5 مجم / مل من الكولاجين من النوع 1 و 2٪ ألجينات. تم حفظ المحلول على الثلج قبل الاستخدام.
2. الحبر الحيوي للطبقة الجلدية: تم إذابة 5٪ فيبرينوجين عند 37 درجة مئوية في برنامج تلفزيوني مع التقليب المعتدل لمدة ساعتين. تم إذابة حمض الهيالورونيك 1٪ في برنامج تلفزيوني. تم خلط المحاليل بنسبة 1: 1 ، ثم تمت تصفيتها. تمت موازنة محلول الكولاجين من النوع 1 مع NaOH إلى الرقم الهيدروجيني 7 وخلطه بمحلول الفيبرين / محلول حمض الهيالورونيك للحصول على تركيز 1.25٪ فيبرينوجين و 0.25٪ حمض الهيالورونيك و 0.25٪ كولاجين. تم حفظ المحلول على الثلج قبل الاستخدام.
3. حبر حيوي لطبقة البشرة: تم تحضيره بتركيز كلي 2.5٪ الفيبرينوجين و 0.25٪ حمض الهيالورونيك.
قبل وبعد تطبيق الحبر (الشكل و)يأمل فريق تطوير الجهاز في يوم من الأيام أن يتم استخدام أجهزتهم في بيئة سريرية لتحسين علاج الحروق والآفات الجلدية الشديدة الأخرى.
النص الكامل للعمل متاح هنا .تم إنشاء جهاز مماثل من قبل العلماء الكوريين في عام 2017. كانت طابعة
حيوية ثلاثية الأبعاد
طبعت المواد الحيوية ، والتي تشبه إلى حد كبير جلد الإنسان في التركيب ، ولكن تكلفة هذه المواد أرخص 50 مرة من نظائرها. تم إنشاء الجلد على أساس مادة الكولاجين والبوليبرولاكتون ونضج لمدة أسبوعين.
ابتكر علماء من أستراليا
قلمًا بيولوجيًا مطبوعًا ثلاثي الأبعاد يمكنه طباعة أنسجة الغضروف مباشرة على المناطق المتضررة من الجسم: العظام والأوتار والعضلات. تم إنشاء المادة الحيوية من هيدروجيل وخلايا جذعية. تمت معالجة التركيبة بالأشعة فوق البنفسجية.
المزيد عن الطب المستقبلي والطباعة ثلاثية الأبعاد على robo-hunter.com.