Инженеры Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне совершенствуют методику 3D-печати сахаром, а точнее сахарозаменителем. Разработчики считают, что сладкие водорастворимые структуры послужат более эффективной основой для выращивания живых тканей и органов.
Поясним сразу, что речь идет об изомальтите – широко распространенном сахарозаменителе, получаемом из сахарозы. В качестве сахарозаменителя это вещество используется потому, что оно плохо усваивается, тем самым одновременно удовлетворяя вкусам сластен и снижая объем получаемых калорий. Главное же то, что изомальтит биосовместим, растворим в воде, да еще и неплохо плавится. Профессор Рохит Бхаргава и постдокторант Мэтью Гелбер сконструировали 3D-принтер для печати заменителем сахара с прицелом на биомедицину.
Биомедицинские 3D-принтеры способны синтезировать объемные образцы клеточных культур – выращивать живые ткани и даже органы. Как правило, основой служит опорный матрикс из биоразлагаемого материала, например агарозы или поликапролактона. Матрикс печатается на 3D-принтере, а затем засеивается живыми клетками. Проблема в том, что большинство используемых материалов достаточно долго разлагается. Изомальтит иногда называют «углеводным стеклом», причем остывает и стеклуется он быстро, что позволяет печатать с достаточно высокой эффективностью и без построения опорных структур. Ученые сумели подобрать необходимую комбинацию температуры, давления, диаметра сопла и скорости печати для получения стабильных 3D-печатных конструкций без подгорания или кристаллизации материала.
«Это отличный способ создания растворимых структур, вокруг которых можно формировать мягкие конструкции или выращивать ткани. Например, можно выращивать образцы раковых опухолей для лабораторных исследований. Обычно клеточные культуры выращиваются в чашках Петри, а на выходе получаются плоские образцы. Хотя это и позволяет исследовать клетки, есть определенные ограничения, ведь в настоящем, живом организме функциональность тканей и органов напрямую связана с формой», – поясняет Рохит Бхаргава, профессор биоинженерии и директор онкологического центра при Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне.
Биопечать живых тканей – лишь одно возможное применение. Так как материал дешев и водорастворим, его можно использовать в 3D-печати микрожидкостных систем или любых других моделей со сложной внутренней архитектурой, например медицинских моделей сердца. Если же говорить непосредственно о биопечати, то «сахарные» структуры могут служить основой для своеобразной сосудистой системы, оставляя после себя каналы для циркуляции питательных растворов или крови. Доклад исследовательской команды опубликован по этой ссылке.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу [email protected]. Источник публикации
