Technologia druku 4D (źródło: UC3M)
Technologia druku 4D (źródło: UC3M)

Nowy biotusz przyda się do drukowania sztucznych organów w 3D i nie zaszkodzi organizmowi

Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii opracowali nowy biotusz twardniejący pod wpływem temperatury ciała. Wynalazek jest bezpieczniejszy do zastosowania w sztucznych organach i regeneracji tkanek.

Druk 3D niezwykle przydatny w medycynie

Technologia druku struktur to niezwykle przydatny współczesnej medycynie koncept. Dzięki coraz dokładniejszym i tańszym technologiom druku jesteśmy w stanie tworzyć implanty i protezy ściśle dopasowane do danej osoby, uzupełniać braki tkanek wewnątrz organizmu, a nawet potencjalnie tworzyć nowe, zastępcze organy.

Jednym z problemów, z którym musimy się zmierzyć podczas druku wewnątrz organizmu jest fakt, że wykorzystywane tusze utwardzane są przy pomocy światła UV lub procesów chemicznych. Biotusze muszą mieć szczególne właściwości mechaniczne i biologiczne, aby można je było stosować w biodrukarkach Muszą być też biokompatybilne, biodegradowalne i bezpieczne. Z tych powodów są najczęściej oparte o hydrożele i poddawane fotoutwardzaniu. To powoduje tworzenie silnych, trwałych wiązań kowalencyjnych pomiędzy łańcuchami polimeru. By jednak fotoutwardzenie zaszło, hydrożele muszą zawierać związki chemiczne aktywowane światłem lub inne odczynniki, które mogą uszkadzać komórki.

Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii (KIST) opracowali jednak rozwiązanie tego problemu. Ich nowy biotusz nie wymaga wprowadzania fotoinicjatorów i stosowania szkodliwego światła. Poliorganofosfazenowy hydrożel twardnieje w temperaturze ciała bez potrzeby fotoutwardzania.

Schemat działania biotuszu do druku 3d. Tusz usztywnia się pod wpływem ciepła, by potem ulec zastapieniu przez zdrowa tkankę (Źródło: onlinelibrary)
Schemat działania biotuszu do druku 3d. Tusz usztywnia się pod wpływem ciepła, by potem ulec zastapieniu przez zdrowa tkankę (Źródło: onlinelibrary)

Biotusz łatwo się utwardza i rozkłada

Podczas prac naukowcy zauważyli, że w temperaturze zbliżonej do temperatury ciała nieutwardzony druk 3D wykorzystujący nowy hydrożel był stabilny fizycznie i ulegał biodegradacji do nietoksycznych materiałów. Ponadto biotusz można wypełnić czynnikami wzrostu, stymulującymi wzrost i naprawę tkanek ciała.

Zespół tak przygotowaną mieszaninę wszczepił w uszkodzoną czaszkę szczura. Odkryto, że otaczające tkanki migrowały do rusztowania i wspomagały regenerację kości. Rusztowanie ulegało powolnej biodegradacji w ciągu 42 dni. Naukowcy pracują obecnie nad dostosowaniem biotuszu do innych rodzajów tkanek oraz do potencjalnego wykorzystania w sztucznych organach.

Więcej o nowym biotuszu można dowiedzieć się z oficjalnej publikacji naukowej zespołu.