Biodrukowanie ma na celu produkcję rzeczywistych, żyjących struktur 3D za pomocą biotuszy. Biotusze są połączeniem żyjących komórek, biopolimerów, związków chemicznych i biomolekuł zaprojektowanych do tworzenia danych tkanek i narządów. Możliwy zakres zastosowań to badania medyczne bez udziału zwierząt, takie jak badania przesiewowe leków, leczenie ran oraz inkubatory komórek macierzystych.
Uczestnicy finansowanego przez UE projektu BIO-MAPS (Bio-mimetic multi-functional active porous structures) pracowali nad wdrożeniem tej technologii, tworząc konieczne podstawy matematyczne i geometryczne algorytmy obliczeniowe.
Wpierw naukowcy zaprojektowali optymalne, wielomateriałowe rusztowania z molekułami bioaktywnymi, czyli struktury porowate do fizycznego wspierania komórek. Aby uzależnić wzrost tkanek od konstrukcji rusztowania, stworzono nową metodologię projektowania. Zoptymalizowano również wewnętrzną mikroarchitekturę struktur porowatych, bazując na wymogach biologicznych i mechanicznych.
Korzystając z modelu komputerowego opracowano nowatorski proces bioprodukcji, umożliwiający tworzenie wstępnie projektowanych, wielofunkcyjnych, aktywnych struktur porowatych. Materiały biodegradowalne z wbudowanymi aktywnymi biomolekułami zostały dopasowane do funkcji danej struktury. W celu optymalizacji wyników i zwiększenia zmienności struktur 3D przebadano in vitro migrację komórek do rusztowania.
Wyniki badania mogą posłużyć do tworzenia aktywnych implantów, substytutów tkanek i narządów oraz mikroskalowych biosensorów do nowych zastosowań w medycynie i inżynierii biomedycznej. Naukowcy z projektu BIO-MAPS stworzyli również ważną platformę wiedzy z zakresu heterogenicznego modelowania obiektowego przy użyciu narzędzi do projektowania wspomaganego komputerowo, bazujących na warstwach metodach produkcji oraz biomateriałów.
poleca:
