Ugrás a tartalomhoz

Háromdimenziós szövettenyésztés

Dr. Bartis Domokos, Dr. Pongrácz Judit (2011)

Pécsi Tudományegyetem

Szövetnyomtatás

Szövetnyomtatás

3D szövet nyomtatókat a tintát alkalmazó technológia alapján fejlesztették ki szilárd szövetek és különösen komplikált szöveti struktúrák és formák kialakítására. A szövet nyomtatást úgy is definiálhatjuk, mint a három-dimenziós, funkcióképes makroszövet vagy szerv rétegenként elkészített biofabrikákcióját, melyhez szövet gömböket használunk, mint építő elemeket. A mikroszövetek és szövet gömbök élő anyagok mérhető paraméterekkel. Az egymáshoz közel helyezett szövet gömbök fúzionálnak (XII-1. ábra) – amely folyamat a fejlődésbiológia és szöveti önszerveződés alapvető biológiai és biofizikai törvényein alapszik.

XII-1. ábra: Szövethalmazok mikro-szövetekké fúzionálnak

Szövetek nyomtatásához az „inkjet” (tinta felhasználó) nyomtatók emberi sejtek szuszpenzióját tartalmazzák az egyik és egy gélszerű szubsztrátot a másik tintatartóban (XII-2. ábra).

XII-2. ábra: Az első szövetnyomtató

A nyomtatófej minden egyes nyomtatási szekvenciánál egy sor sejt mintát nyomtat, melyet a gél tart meg a kívánt mintázatban. Amikor a következő réteg nyomtatására sor kerül, akkor a szomszédos sejtgömbök fúzionálni kezdenek az alattuk lévő rétegben található sejt vagy szövet gömbökkel.

A gél, ami szubsztrátként használatos a szövetnyomtatásban megegyezik a gyors prototipizálás módszernél használatos porszerű anyaggal. A gélt azonban el kell távolítani, amint a szöveti szerkezet megszilárdult. A „hő-visszafordítható” gél szilárd 32°C felett és folyékonnyá válik, amikor 20°C alá hűtik. Amint a sejt-gömbök fúzionálnak, a szövetet lehűtik és a folyékonnyá vált gél kifolyik a szövetek közül.

Vérerek nyomtatásához minden rétegben a kör alakban nyomtatott sejt-gömböket pontosan az előző réteg fölé kell nyomtatni, hogy azok fúziója után egy cső keletkezzen. Szerven belüli, elágazó érhálózat nyomtatása is lehetséges tömött vagy üreges ér szövet-gömbök felhasználásával. A nyomtatóba több sejttípust is elhelyezhetünk „tintatartók” sorozatában (hasonlóan a színes nyomtatókhoz), így elméletileg lehetővé téve egy teljes szerv nyomtatását.

A szerv nyomtatás a mesterségesen előállított szövetek dramatikus fejlődéséhez és jelentős átalakulásához vezethet, lehetővé téve szervek ipari méretekben automatizált biogyártását, amelyek átjárható és már beépített, elágazó érhálózatot tartalmaznak.