3D биопечать - это процесс аддитивного производства с использованием органических или биологических материалов, таких, как живые клетки, для создания искусственных структур, имитирующих человеческие органы и ткани.
Другими словами, биопечать - это вид 3D печати, который потенциально может производить кости, кровеносные сосуды и даже живые органы для различных медицинских целей и испытания лекарств.
Возможно, наиболее важный игрок в биопечати - регенеративная медицина. Здесь биопечать играет решающую роль, поскольку есть огромная необходимость в "запасных" органах по всему миру.
В данной статье мы кратко рассмотрим достижения в биопечати. Перед переходом непосредственно к самой статье стоит упомянуть, что на сегодняшний день очень малое количество проектов в биопечати действительно готовы к коммерческому использованию. Таким образом, биопечать, конечно, выглядит очень перспективной, но не забывайте, что запасной печени для вас пока что нет.
Основные применения
Продукты биопечати могут копировать как биологические, так и функциональные свойства органов и тканей. Как результат, существует огромное количество вариантов применения этой технологии, однако, на данный момент актуально лишь одно - тестирование медицинских препаратов.
Хотя конечной целью биопечати, естественно, является печать органов человека, исследователи стараются добиться точных химических реакций в продуктах биопечати.
Как это работает?
По сути, биопечать - то же самое, что и обычная 3D печать: компьютерные модели трансформируются в реальные 3D объекты путем послойной печати.
На данный момент разработаны несколько способов биопечати, включая классическую экструзию и более сложную SLM технологию. Вне зависимости от типа печати вместо филамента, фотополимерных смол и металла используются биологические материалы и живые клетки.
В общем, процесс биопечати можно разделить на три этапа:
- Подготовка, которая состоит из создания 3D модели
- Послойная печать изделия
- Постобработка, которая включает в себя механическую и химическую стимуляцию для стабилизации структур и биологического материала.
С первыми двумя этапами все понятно - они сильно похожи на классическую 3D печать. Давайте подробнее остановимся на постобработке. Она проходит в два этапа:
- Кросс-сопряжение: после печати материалы находятся все еще в "вялом" состоянии, так что требуется правильно их обработать. Чаще всего этот процесс заключается в обработке ультрафиолетовым излучением, температурной или химической обработкой.
- Созревание: Наконец, продукты, прошедшие кросс-сопряжение, должны вырасти. Это означает, что живые клетки должны начать делиться. Этот шаг также называется инкубацией и выполняется внутри биореакторов, которые создают требуемые температурные и влажностные условия для роста продукта.
Последние разработки
Хотя индустрия еще недостаточно развита для начала массового производства искусственных органов, мы можем привести примеры действительно значимых открытий в этой области.
В апреле 2019 года была опубликована новость о первом напечатанном васкуляризованном сердце, разработанном в университете Тель-Авива. Всего несколько месяцев спустя, американская компания BioLife4D объявила о разработке своего собственного сердца, большего чем у израильтян.
Значительного прогресса достигла организация ... в Нью-Йорке. В 2019 году они уже были способны печатать достаточно большие участки кожи.
Каково будущее биопечати?
Рынок биопечати развивается и, очевидно, биопечать будет все быстрее развиваться. Биопечать действительно способна разрешить как этическую, так и моральную стороны вопроса замены органов.
Спасибо за внимание!