Nanoteknikprofessor Shaochen Chen har visat förmågan att skriva ut tredimensionella blodkärl på bara några sekunder av mjuka, biokompatibla hydrogeler. Att kunna skriva ut blodkärl är avgörande för att uppnå löftet om regenerativ medicin eftersom det är hur kroppen distribuerar syre och näringsämnen. Kredit:Bildkredit:Biomedical Nanotechnology Laboratory, Chen Research Group, UC San Diego Jacobs School of Engineering.
(Phys.org)—Nanoingenjörer vid University of California, San Diego har utvecklat en ny teknik som kan tillverka, på bara några sekunder, mikroskala tredimensionella (3D) strukturer av mjuka, biokompatibla hydrogeler. Snart, Tekniken kan leda till bättre system för att växa och studera celler, inklusive stamceller, i laboratoriet. Långsiktigt, målet är att kunna skriva ut biologiska vävnader för regenerativ medicin. Till exempel, i framtiden, läkare kan reparera skadan som orsakats av hjärtinfarkt genom att ersätta den med vävnad som rullade av en skrivare.
Redovisat i tidskriften Avancerade material , biotillverkningstekniken, kallas dynamisk optisk projektionsstereolitografi (DOPsL), utvecklades i laboratoriet av NanoEngineering Professor Shaochen Chen. Nuvarande tillverkningsteknik, såsom fotolitografi och mikrokontakttryck, är begränsade till att generera enkla geometrier eller 2D-mönster. Stereolitografi är mest känd för sin förmåga att skriva ut stora föremål som verktyg och bildelar. Skillnaden, säger Chen, är i den mikro- och nanoskalaupplösning som krävs för att skriva ut vävnader som efterliknar naturens finkorniga detaljer, inklusive blodkärl, som är avgörande för att distribuera näringsämnen och syre i hela kroppen. Utan förmågan att skriva ut kärl, en konstruerad lever eller njure, till exempel, är värdelös i regenerativ medicin. Med DOPsL, Chens team kunde uppnå mer komplexa geometrier som är vanliga i naturen som blommor, spiraler och halvklot. Andra aktuella 3D-tillverkningstekniker, såsom två-foton fotopolymerisation, kan ta timmar att tillverka en 3D-del.
Biotillverkningstekniken använder ett datorprojektionssystem och exakt kontrollerade mikrospeglar för att skina ljus på ett utvalt område av en lösning som innehåller fotokänsliga biopolymerer och celler. Denna fotoinducerade stelningsprocess bildar ett lager av fast struktur åt gången, men på ett kontinuerligt sätt. Tekniken är en del av en ny biotillverkningsteknik som Chen utvecklar under en fyraårig, 1,5 miljoner dollar i anslag från National Institutes of Health (R01EB012597). Termen "additiv tillverkning" syftar på hur 3D-strukturer byggs med skikt av mycket tunna material.
