В биомедицинских исследованиях сложно доставать образцы тканей и органов. Чтобы решить эту проблему, ученые создали 3D-биопринтер из LEGO. Он недорогой, но может создавать кожные ткани, похожие на человеческие.
Исследования показывают много препятствий при сборе тканей для биомедицинских исследований. Поставки человеческих тканей из донорских органов или хирургических операций все труднее организовать. К основным трудностям относятся нехватка доноров, доступность информации о пациентах, получение образцов в нужном месте и различия в законодательстве разных регионов. Также сложно найти ткани определенных размеров и типов для конкретных исследований.
Ученые чаще всего выбирают образцы из местных источников из-за лучшей отслеживаемости и более простого доступа к медицинской информации, логистике, гарантиям качества и нормативным документам. Развитие тканевой инженерии может помочь преодолеть эти трудности, производя необходимые биологические ткани непосредственно в месте проведения исследований. Но высокая стоимость оборудования (сотни тысяч долларов) делает его доступным лишь немногим исследовательским центрам по всему миру.
Ученые из Кардиффского университета предлагают решить проблему стоимости биопринтеров с помощью 3D-биопринтера, изготовленного из наборов LEGO Technic. Такая архитектура будет доступна и недорога, а также позволит получать образцы высокого качества и разнообразия. Подробное описание конструкции биопринтера опубликовано в журнале. .
Печать на разнообразных тканях.
Исследователи из Кардиффа для создания принтера применили конструктор LEGO Technic (обычный пластик) Mindstorms. Такой вариант заметно снизил затраты: биопринтер обошелся примерно в 600 долларов. В условиях ограниченного финансирования научных проектов предлагается бюджетное и свободное программное обеспечение для необходимого оборудования, недоступного многим исследователям. Разработчики заявляют об этом. Прибор подсоединяется к одному из типов насосов, которые применяются во множестве лабораторий.
Лего применялись в конструкции 3D-принтеров благодаря своей универсальности. Биопринтеры должны быть стабильными, гибкими и точными для создания мягких биологических тканей. Материалы в биоинженерии часто имеют гелеобразную структуру и сложны для работы с обычными 3D-технологиями из-за их хрупкости.
Биопринтер создает стабильный и однородный биологический материал с помощью гелеобразных «биочернил», содержащих живые клетки. Для печати ткани сопло наносит чернила на пластину, которая движется в двух направлениях: вперед-назад и влево-вправо. Контроллер LEGO Mindstorms управляет этими движениями. Сопло также перемещается по вертикальной оси для формирования последовательных слоев клеток.
Тримерная структура создаётся в результате биопечати, что позволяет воспроизвести сложное расположение реальной биологической ткани, чего нельзя добиться с клеточными культурами на чашках или в чашках Петри.
Последние позволяют производить только двумерные ткани. Поэтому биопечать выгодна способностью воспроизводить естественную структуру ткани и производством функциональных органоидов.
Для печати другого типа ткани достаточно заменить гель в картридже с биочернилами. Такая гибкость дает возможность создавать сложносоставные ткани и производить как здоровые, так и искусственные ткани для исследований. Это увлекательный шанс смоделировать как здоровые, так и болезненные состояния кожи, проанализировать имеющиеся способы лечения и создать новые подходы к лечению разных кожных недугов. — Полагают исследователи нового исследования. Встраивая нездоровые клетки в здоровые ткани, возможно наблюдать за развитием заболеваний и взаимодействием здоровых и больных клеток в процессе патологии.