Bioprinter

Bioprinter adalah jenis pencetak 3D khas. Berdasarkan kejuruteraan tisu yang dikendalikan oleh komputer, mereka dapat menghasilkan tisu atau bioarray. Pada masa akan datang, mungkin dengan bantuan mereka dapat menghasilkan organ dan makhluk hidup.

Apa itu bioprinter?

Bioprinters adalah alat teknikal untuk mencetak tiga dimensi tisu dan organ biologi dengan memindahkannya ke sel hidup. Kawasan percetakan 3D ini masih dalam tahap eksperimen dan terutama disiasat dalam kajian ilmiah di universiti. Tujuannya adalah untuk mewujudkan kemungkinan menghasilkan tisu dan organ pengganti berfungsi yang dapat digunakan dalam rawatan perubatan.

Istilah yang digunakan untuk menggambarkan bioprinter disebut bioprinting. Pencetakan bio bermula dengan komposisi asas tisu atau organ sasaran. Bioprinter hanya digunakan di persekitaran makmal. Hasilnya, pencetak 3D khas menyimpan dan membentuk lapisan sel yang nipis melalui kepala cetak. Untuk melakukan ini, kepala bioprinter bergerak ke kiri, kanan, atas atau bawah.

Bioprinters menggunakan bio-ink atau log proses bio untuk membina bahan organik. Ini adalah biopolimer dengan sel dari makhluk hidup dan hidrogel dengan air hingga 90%. Harta aliran mesti dikira dengan tepat. Di satu pihak, jisimnya harus cukup cair sehingga kanula jarum suntik tidak tersumbat dan, di sisi lain, mestilah cukup padat sehingga struktur sasaran tahan lama.

Kegunaan lain untuk pencetakan bio termasuk transplantasi, terapi pembedahan, kejuruteraan tisu, dan pembedahan rekonstruktif.

Bentuk, jenis & jenis

Pada masa ini, pencetak bio hanya jarang digunakan di sektor komersial. Oleh kerana pencetakan bio berada dalam fasa pengembangan, jenis atau jenis pencetak bio dewasa belum dapat disahkan. Namun, pada prinsipnya, mana-mana pencetak 3D dapat digunakan untuk pencetakan bio. Untuk melakukan ini, serbuk PVC yang biasanya digunakan mesti diganti dengan sel yang sesuai. Sebagai tambahan, proses sedang diuji dengan mana mungkin untuk mengembangkan bioprinters dari printer inkjet biasa.

Tinta bio mesti memenuhi keperluan tinggi. Sebagai contoh, setiap bahan yang akan digunakan untuk tujuan klinikal mesti memenuhi syarat antarabangsa yang ketat. Sebelum bahan tersebut dapat digunakan dalam pencetakan bio, bahan tersebut harus menjalani ujian selama bertahun-tahun.

Struktur & fungsi

Fungsi bioprinter sangat mirip dengan prinsip fungsi pencetak 3D biasa. Acuan dibina menggunakan extruder. Walau bagaimanapun, serbuk PVC tidak digunakan, seperti yang berlaku pada pencetak 3D konvensional, tetapi gel polimer, biasanya berdasarkan alginat.

Bioprinters semasa, yang kadang-kadang digunakan dalam praktiknya, menghasilkan titisan yang masing-masing mengandungi antara 10,000 dan 30,000 sel individu. Penyusunan sel-sel individu ini harus bersatu untuk membentuk struktur tisu fungsional berdasarkan faktor pertumbuhan yang sesuai.

Bioprinters memerlukan kawalan suhu untuk mencetak tepat. Pencetak bio semasa secara spasial sangat besar dan lebar, panjang dan tinggi beberapa meter. Pelocok jarum suntikan dikendalikan melalui komputer, yang biasanya terletak di luar pencetak. Asasnya adalah data digital yang tersedia dari model 3D. Tinta bio ditekan hingga lapan muncung semburan dan struktur yang dimaksudkan dibangun di atas platform.

Faedah perubatan & kesihatan

Pada prinsipnya, pencetak bio harus digunakan dalam tiga bidang khususnya: dalam bidang perubatan, industri makanan dan dalam biologi sintetik. Dalam bidang perubatan, penggunaan bioprinters di sub-bidang terapi pembedahan, pembedahan rekonstruktif, pendermaan organ dan transplantasi dapat dibayangkan dan dirancang.Kelebihan utama adalah jelas, terutama dengan organ dari pencetak bio: penyesuaian tepat pada tubuh yang dimaksudkan untuk pemindahan. Dengan cara ini, pencarian organ penderma yang sesuai untuk badan penerima dapat dihentikan.

Dalam pembedahan rekonstruktif, penyederhanaan dan peningkatan diharapkan. Prosedur dapat difahami di sini di mana sel diambil dari pesakit dari pelbagai bahagian badan - contohnya telinga, jari dan lutut. Sel-sel ini disebarkan di makmal. Kemudian biopolimer ditambahkan. Bioprinter secara teorinya dapat membina transplantasi dari penggantungan seperti itu. Ini digunakan untuk pesakit. Sel-sel tubuh sendiri kemudian menguraikan biopolimer dari masa ke masa. Kelebihan tertentu adalah bahawa pemindahan tidak ditolak oleh badan. Tambahan pula, pemindahan seperti itu boleh tumbuh dengan badan. Sebab untuk sifat positif ini adalah bahawa implan dikaitkan dengan kawalan pertumbuhan pesakit.

Bidang penyelidikan penggunaan bioprinters dalam perubatan terus berkembang. Pada masa ini, membuat cantuman dari tulang rawan, seperti hidung, sangat mungkin. Pengeluaran organ tubuh dilihat lebih kritikal. Secara khusus, jumlah kapilari yang diperlukan untuk membekalkan organ pada masa ini tidak dapat dibayangkan dengan ketepatan yang diperlukan. Masalah lain boleh timbul dari kenyataan bahawa dalam struktur kompleks seperti organ tubuh sel yang berlainan harus dikoordinasikan dan berkomunikasi antara satu sama lain agar dapat memenuhi fungsi yang berbeza.

Bioprinters juga dapat digunakan untuk menghasilkan daging dalam industri makanan. Menurut kenyataan mereka sendiri, syarikat pertama telah berjaya mencetak produk tersebut. Ini mestilah enak dan lebih murah daripada penyembelihan. Bagaimanapun, tidak ada daging yang dicetak dengan pencetakan bio saat ini tersedia di kedai.