Detta 3D-utskriftssystem skulle skriva ut gelställningar, eller stödstrukturer, för att odla mänskliga vävnader. Som traditionella skrivare som förlitar sig på fyra pigment för att täcka hela färgspektrat, systemet skulle inkludera hyaluronsyra och polyetylenglykol som de grundläggande "bläckpatronerna" och andra patroner med bläck med olika celler och ligander som fungerar som bindningsställen för celler. Kredit:Madison Godesky
Rutgers biomedicinska ingenjörer har utvecklat en "bio-bläck" för 3-D-tryckta material som kan fungera som ställningar för växande mänskliga vävnader för att reparera eller ersätta skadade i kroppen.
Studien publicerades i tidskriften Biointerfaser .
Biokonstruerade vävnader visar lovande i regenerativ, precision och personlig medicin; produktutveckling; och grundforskning, speciellt med tillkomsten av 3D-utskrift av biomaterial som skulle kunna fungera som ställningar, eller tillfälliga strukturer för att växa vävnader.
Hyaluronsyra, en naturlig molekyl som finns i många vävnader i hela kroppen, har många egenskaper perfekta för att skapa skräddarsydda ställningar, men saknar den hållbarhet som krävs. Rutgers ingenjörer använder modifierade versioner av hyaluronsyra och polyetylenglykol för att bilda en gel som förstärks genom kemiska reaktioner och skulle fungera som en ställning.
"I stället för en bläckfärg för en bläckstråleskrivare, vi vill att blandningen ska ha egenskaper som är rätt för specifika celler att föröka sig, differentiera och omforma ställningen till lämplig vävnad, "sa seniorförfattaren David I. Shreiber, en professor som är ordförande vid Institutionen för biomedicinsk teknik vid School of Engineering vid Rutgers University-New Brunswick. "Vi fokuserar på styvheten hos gelen och ställningarnas bindningsställen som celler kan haka fast på."
Grupper av celler i kroppen skapar i allmänhet sina egna stödstrukturer, eller byggnadsställningar, men forskare kan bygga dem från proteiner, plast och andra källor, enligt National Institutes of Health.
Shreiber och huvudförfattaren Madison D. Godesky, som tog doktorsexamen vid Rutgers, tänkt sig ett system där hyaluronsyra och polyetylenglykol fungerar som de grundläggande "bläckpatronerna" för 3D-utskrift. Systemet skulle också ha andra bläckpatroner med olika celler och ligander, som fungerar som bindningsställen för celler. Systemet skulle skriva ut gelställningar med rätt styvhet, celler och ligander, baserat på vilken typ av vävnad som önskas.
"Både styvheten och bindningsställena ger viktiga signaler till celler, "Sade Godesky. "Vad som särskilt skiljer vårt arbete från tidigare studier är potentialen att kontrollera styvheten och liganderna oberoende genom kombinationer av bläck."
