Kandungan
- Bagaimana Pencetakan Biofungsi
- Pencetakan Bio pada Cip
- Pencetakan Bio dan Cetakan Tulang
- Bioprinting dan Regenerative Skin and Tissue
- Kapal Darah Bioprinting
Bagaimana Pencetakan Biofungsi
Pencetak 3D mampu memberikan kedalaman apa pun yang dicetaknya, dan bioprinter melakukannya dengan menyebarkan biomaterial seperti sel hidup, gam sintetik, dan perancah kolagen dalam lapisan untuk membuat objek. Proses ini dipanggil pembuatan aditif-bahan yang dimasukkan ke dalam pencetak dipadatkan ketika keluar untuk membuat objek 3D.
Tetapi tidak semudah memasukkan bahan ke dalam pencetak 3D dan menekan butang. Untuk sampai ke tahap pembuatan aditif, pencetak perlu menerima cetak biru-gambar yang dihasilkan komputer dari apa yang cuba dibuatnya. Kemudian, bahan yang ingin anda gunakan untuk objek tersebut dimasukkan ke dalam pencetak. Pencetak membaca fail digital yang anda berikan semasa mencetak bahan yang anda berikan secara berlapis untuk mencipta semula objek yang diinginkan. Setiap lapisan akan menyejuk dan melekat satu sama lain (berkat kolagen, gam, atau dalam beberapa kes hanya sel itu sendiri), mewujudkan satu bahagian padat dan stabil.
Untuk menjadikan sel hidup (biasanya disebut sebagai bioink) masuk ke bioprinter, ada beberapa rute yang dapat ditempuh oleh penyelidik. Pertama, mereka boleh diambil terus dari pesakit untuk tujuan pencetakan bio. Atau, jika digunakan untuk tujuan penelitian atau ketika mereka tidak dapat menggunakan sel pesakit sendiri, sel induk dewasa dapat digunakan, kerana mereka dapat dimanipulasi untuk jenis sel yang diperlukan untuk pencetakan bio untuk mencipta semula tisu.
Rangka tindakan yang digunakan oleh bioprinter selalunya adalah imbasan pesakit. Ini membolehkan bioprinter mencipta semula tisu dengan merujuk kepada imbasan dan menggunakan lapisan nipis dan tepat untuk membina atau mencetak tisu.
Pencetakan Bio pada Cip
Salah satu cara pencetakan bio 3D kini digunakan dalam komuniti saintifik dan perubatan adalah untuk menguji perubatan regeneratif. Di Institut Wyss di Harvard para penyelidik telah membangunkan bioprinter 3D yang dapat menghasilkan tisu vaskularisasi sel manusia hidup yang dicetak pada cip. Mereka menggunakan tisu ini pada cip untuk menghubungkannya ke saluran vaskular, yang memungkinkan penyelidikan memberi nutrien tisu untuk memantau pertumbuhan dan perkembangannya.
Keupayaan untuk mengembangkan tisu pada cip membantu para penyelidik memeriksa teknik baru dalam perubatan regeneratif dan juga ujian ubat. Dengan menggunakan bioprinter 3D penyelidik juga dapat meneliti kaedah yang berbeza untuk membuat cip. Satu pencapaiannya adalah dengan membuat hati pada chip, dengan sensor untuk tujuan penyelidikan dan pengumpulan data. Ini mungkin memerlukan ujian haiwan atau langkah-langkah lain sebelum ini.
Pencetakan Bio dan Cetakan Tulang
Dalam praktik perubatan, masih banyak yang perlu dipelajari dan diuji dalam membuat organ biocetakan yang disesuaikan dengan ukuran manusia. Tetapi langkah-langkah yang cukup besar sedang dilakukan, seperti di kawasan mencangkok tulang untuk memperbaiki masalah pada tulang dan sendi di sekitarnya.
Kemajuan yang paling ketara datang dari penyelidik dengan Swansea University di Wales. Pencetak bio pasukan boleh membuat bahan tulang buatan dalam bentuk tertentu yang diperlukan menggunakan bahan regeneratif dan tahan lama. Penyelidik di AMBER Science Foundation Ireland dan Trinity College di Dublin, Ireland telah membuat proses untuk menyokong pencetakan bio bahan 3D untuk membantu kecacatan yang disebabkan oleh reseksi tumor, trauma, dan jangkitan, serta ubah bentuk tulang genetik.
University of Nottingham di England juga telah membuat keuntungan dalam bidang kedokteran ini, dengan mencetak bio salinan tulang yang mereka ganti dan melapisi dengan sel induk. Perancah diletakkan di dalam badan. Lama kelamaan, dengan bantuan sel induk, ia diganti sepenuhnya oleh tulang baru.
Bioprinting dan Regenerative Skin and Tissue
Kulit adalah bidang perubatan yang berjaya untuk pencetakan bio kerana kemampuan mesin untuk lapisan ketika dicetak. Oleh kerana kulit adalah organ pelbagai lapisan, yang terdiri daripada sel-sel yang berlainan dalam setiap lapisan, para penyelidik berharap agar percetakan bio dapat membantu dalam menghasilkan semula lapisan kulit seperti dermis dan epidermis.
Penyelidik di Wake Forest School of Medicine di North Carolina meneliti masalah ini ketika membakar mangsa yang tidak mempunyai kulit yang cukup rosak untuk menuai untuk membantu perawatan dan penyembuhan luka. Dalam kes ini, bioprinter akan mendapatkan maklumat luka pesakit dari pengimbas (termasuk kedalaman dan jenis sel yang diperlukan) untuk membantu membuat kulit baru yang kemudian dapat digunakan pada pesakit.
Di Pennsylvania State University, para penyelidik mengusahakan pencetakan bio 3D yang dapat membuat tulang rawan untuk membantu memperbaiki tisu di lutut dan kawasan lain yang biasanya haus akibat kerosakan badan, serta kulit dan tisu sistem saraf lain yang penting untuk kesihatan organ .
Kapal Darah Bioprinting
Keupayaan untuk mencipta semula saluran darah menggunakan bioprinter tidak hanya membantu kemungkinan untuk memindahkannya secara langsung ke pesakit, tetapi juga untuk ujian ubat dan ubat yang diperibadikan. Penyelidik di Brigham dan Hospital Wanita telah memperoleh keuntungan dalam bidang perubatan ini dengan mencetak serat agarosa yang berfungsi sebagai saluran darah. Para penyelidik mendapati bahawa saluran darah yang dicetak bio ini cukup kuat untuk bergerak dan membentuk rangkaian yang lebih besar, dan bukannya larut di sekitar struktur yang ada.
Satu Perkataan Dari Sangat Baik
Penyelidikan yang berasal dari pencetakan bio sangat menarik, dan walaupun telah ada banyak kemajuan pengetahuan dan keuntungan yang dihasilkan dari kemampuan bioprint tulang, kulit, saluran darah, tulang rawan, dan bahkan organ, masih banyak kemajuan yang harus dibuat sebelum banyak amalan ini disesuaikan dengan perubatan.
Sebilangan mungkin siap lebih awal daripada yang lain. Dalam kes pencetakan bio dan penyelidik kulit berharap sains itu siap dalam masa lima tahun untuk tentera yang mengalami luka bakar dalam pertempuran. Bidang bioprinting lain, seperti mencipta organ untuk digunakan oleh manusia, masih mempunyai cara untuk dikembangkan.
Ketika meniru proses tubuh dan mengamati interaksi ubat-ubatan tertentu dalam sistem tubuh yang lebih besar, pencetakan bio telah membuka pintu dalam mengumpulkan data serta cara-cara yang tidak invasif untuk melihat bagaimana tubuh manusia berinteraksi dengan bahan-bahan tertentu, yang dapat menyebabkan ubat yang lebih diperibadikan untuk pesakit dan kesan sampingan yang kurang.