Ett team ledd av nanoteknikprofessor Shaochen Chen har utvecklat en 3D-enhet som, som en mänsklig lever, tar bort gifter från blodomloppet.
(Phys.org) —Nanoengineers vid University of California, San Diego har utvecklat en 3-D-printad enhet inspirerad av levern för att ta bort farliga gifter från blodet.
Enheten, som är designad för att användas utanför kroppen – ungefär som dialys – använder nanopartiklar för att fånga in porbildande gifter som kan skada cellmembranen och är en nyckelfaktor vid sjukdomar som orsakas av djurbett och stick, och bakteriella infektioner. Deras resultat publicerades den 8 maj i tidskriften Naturkommunikation .
Nanopartiklar har redan visat sig vara effektiva för att neutralisera porbildande gifter i blodet, men om dessa nanopartiklar inte kan smältas effektivt, de kan ackumuleras i levern vilket skapar risk för sekundär förgiftning, särskilt bland patienter som redan löper risk för leversvikt. För att lösa det här problemet, ett forskarlag ledd av nanoteknikprofessor Shaochen Chen skapade en 3-D-tryckt hydrogelmatris för att inrymma nanopartiklar, bilda en anordning som efterliknar leverns funktion genom att känna, attrahera och fånga upp gifter från blodet. Enheten, som är i proof-of-concept-stadiet, efterliknar leverns struktur men har en större yta utformad för att effektivt attrahera och fånga gifter inuti enheten. I en in vitro-studie, enheten neutraliserade fullständigt porbildande gifter.
"En unik egenskap hos den här enheten är att den blir röd när gifterna fångas upp, sa den första författaren, Xin Qu, som är postdoktor och arbetar i Chens laboratorium. "Konceptet att använda 3D-utskrift för att inkapsla funktionella nanopartiklar i en biokompatibel hydrogel är ny, ", sa Chen. "Detta kommer att inspirera till många nya konstruktioner för avgiftningstekniker eftersom 3D-utskrift tillåter användarspecifik eller platsspecifik tillverkning av mycket funktionella produkter, " sa Chen.
Nanoingenjörer har utvecklat en 3D-utskriven enhet inspirerad av levern för att ta bort farliga gifter från blodet. Enheten, som är utformad för att användas utanför kroppen som dialys, använder nanopartiklar för att fånga porbildande toxiner som kan skada cellmembranen och är en nyckelfaktor vid sjukdomar som orsakas av djurbett och stick, och bakteriella infektioner. Upphovsman:University of California - San Diego
Chens labb har redan visat förmågan att skriva ut komplexa 3D-mikrostrukturer, såsom blodkärl, på bara några sekunder av mjuka biokompatibla hydrogeler som innehåller levande celler.
Chens biotillverkningsteknik, kallas dynamisk optisk projektionsstereolitografi (DOPsL), kan producera 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. 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.
