Революционный высокоскоростной 3D-биопринтер назван переломным моментом в открытии лекарств
Инженеры-биомедики изобрели систему 3D-печати, или биопринтер, способный создавать структуры, в точности имитирующие различные ткани человеческого тела, от мягких тканей мозга до более твердых материалов, таких как хрящи и кости.
Инженеры-биомедики из Мельбурнского университета изобрели систему 3D-печати, или биопринтер, способный создавать структуры, в точности имитирующие различные ткани человеческого тела, от мягких тканей мозга до более твердых материалов, таких как хрящи и кости.
Эта передовая технология предлагает исследователям рака передовой инструмент для воспроизведения конкретных органов и тканей, что значительно повышает потенциал прогнозирования и разработки новых фармацевтических методов лечения. Это откроет путь к более совершенному и этичному открытию лекарств, сократив необходимость в испытаниях на животных.
Руководитель Лаборатории биомикросистем Коллинза в Мельбурнском университете, доцент Дэвид Коллинз сказал: «Помимо радикального повышения скорости печати, наш подход позволяет в определенной степени позиционировать клетки в напечатанных тканях. Неправильное расположение клеток - главная причина того, что большинство 3D-биопринтеров не могут создать структуры, точно отражающие человеческую ткань».
«Как автомобиль требует точного расположения механических компонентов для правильного функционирования, так и клетки в наших тканях должны быть правильно организованы. Нынешние 3D-биопринтеры зависят от того, что клетки выравниваются естественным образом без руководства, что создает значительные ограничения.
«Наша система, напротив, использует акустические волны, генерируемые вибрирующим пузырьком, для позиционирования клеток в 3D-печатных структурах. Этот метод обеспечивает необходимый старт для развития клеток в сложные ткани, которые встречаются в человеческом теле».
Большинство коммерчески доступных 3D-биопринтеров используют медленный метод послойного изготовления, что создает ряд проблем. Этот метод может занимать несколько часов, что ставит под угрозу жизнеспособность живых клеток во время процесса печати. Кроме того, после печати клеточные структуры должны быть аккуратно перенесены в стандартные лабораторные планшеты для анализа и визуализации - деликатный шаг, который рискует нарушить целостность этих хрупких структур.
Исследовательская группа Мельбурнского университета перевернула существующий процесс, разработав сложную систему на основе оптики, которая заменила необходимость послойного подхода.
Инновационная технология использует вибрирующие пузырьки для 3D-печати клеточных структур всего за несколько секунд, что примерно в 350 раз быстрее традиционных методов и позволяет исследователям точно воспроизводить человеческие ткани с клеточным разрешением.
Значительно сократив время 3D-печати и печатая непосредственно в стандартных лабораторных планшетах, команда смогла значительно увеличить выживаемость клеток, избавившись от необходимости физического воздействия на них. Благодаря этому напечатанные структуры остаются неповрежденными и стерильными на протяжении всего процесса.
Аспирант Каллум Видлер, ведущий автор этой работы, говорит, что революционная технология уже вызвала ажиотаж в секторе медицинских исследований.
«Биологи признают огромный потенциал биопечати, но до сих пор она была ограничена приложениями с очень низкой производительностью», - сказал он. «Мы разработали нашу технологию, чтобы устранить этот пробел, обеспечив значительный прогресс в скорости, точности и согласованности. Это создает важнейший мост между лабораторными исследованиями и клиническими применениями».
«К настоящему моменту с нами работали около 60 исследователей из таких учреждений, как Онкологический центр Питера Маккаллума, Гарвардская медицинская школа и Онкологический центр Слоуна Кеттеринга, и отзывы были в подавляющем большинстве положительными».