שיטה חדשה להדפסת רקמת סחוס מלאכותית בתלת מימד שפותחה על ידי חוקרי TU Wien – תעשיית הדפסת תלת מימד

פרסומת
X-ray_Promo1


חוקרים מהמכון למדע וטכנולוגיה של חומרים ב TU Wien בוינה פיתחו תהליך חדשני להדפסת תלת מימד של רקמה ביולוגית מלאכותית.

פרסומת

גישה זו ממנפת הדפסת SLA תלת-ממדית ברזולוציה גבוהה כדי לייצר כדורים זעירים ונקבוביים מפלסטיק תואם ביו-מתכלה ומתכלה. הפיגומים האלה בצורת כדורגל מודפסים בתלת-ממד, או כדוריות, מושבות עם תאי גזע ומסודרים בגיאומטריות ספציפיות.

ב המחקרשפורסם ב Acta Biomaterialia, חוקרי TU Wien הדגימו כי לאחר מכן ניתן לשלב את התאים ליצירת רקמת סחוס חיה. רקמת חיבור חזקה שנמצאת בחלקים שונים של הגוף כדי להגן על המפרקים והעצמות, ידוע לשמצה קשה לייצר סחוס בשיטות קונבנציונליות.

צוות המחקר מקווה שממצאיו יפתחו אפשרויות חדשות ליצירת רקמה מלאכותית שתחליף סחוס פגום בפרוצדורות רפואיות.

הגישה החדשה אינה מוגבלת לרקמת סחוס, וניתן להשתמש בה כדי להתאים סוגים שונים של רקמות גדולות יותר כגון רקמת עצם. יהיה צורך להתגבר על אתגרים מרכזיים, כגון שילוב של כלי דם ברקמה מודפסת תלת-ממדית גדולה יותר, לפני שניתן יהיה להרחיב את מתודולוגיית ההדפסה התלת-ממדית של החוקר ליישומים רפואיים מורכבים יותר.

"מטרה ראשונית תהיה לייצר חתיכות קטנות ומותאמות אישית של רקמת סחוס שניתן להחדיר לחומר סחוס קיים לאחר פציעה", אמר מחבר המחקר אוליבר קופינסקי-גרונוולד.

"בכל מקרה, הצלחנו כעת להראות שהשיטה שלנו לייצור רקמת סחוס באמצעות פיגומים כדוריים פועלת באופן עקרוני ויש לה יתרונות מכריעים על פני טכנולוגיות אחרות".

ספרואיד מודפס בתלת מימד, מלא בתאים חיים. תמונה דרך TU Wien.

ייצור רקמת סחוס עם פיגומי תאים מודפסים בתלת מימד

לדברי קופינסקי-גרונוולד, האתגר העיקרי בעת טיפוח רקמת סחוס מתאי גזע הוא חוסר השליטה הרגיל על צורתה הסופית. "זה נובע גם מהעובדה שגושי תאי גזע כאלה משנים את צורתם עם הזמן ולעתים קרובות מתכווצים", הסבירה קופינסקי-גרונוולד.

הגישה החדשנית של צוות TU Wien אמורה להתגבר על האתגר הזה עם מדפסות תלת מימד שפותחו במיוחד מבוססות לייזר ברזולוציה גבוהה. פילמור שני פוטונים שימש לייצור מבני הפיגום הכדוריים המיקרוסקופיים, בעלי קוטר של שליש מילימטר בלבד, או 333 מיקרומטר.

לאחר מכן הצוות הוסיף תאי גזע מובחנים למבנים המיניאטוריים בצורת כדורגל. תאים אלו אינם יכולים עוד להתפתח לשום סוג של רקמה, במקום זאת מקבלים הוראה ליצור סוג ספציפי של רקמה, במקרה זה סחוס.

לאחר שנוספו לפיגומים המודפסים בתלת-ממד, התאים ממלאים במהירות את הנפח הקטן. לדברי פרופסור אלכסנדר אובסיאניקוב, ראש קבוצת המחקר של הדפסת תלת מימד וייצור ביולוגי ב-TU Wien, הדבר אפשר לצוות לייצר באופן מהימן אלמנטים של רקמה עם תצורות תאים מפוזרות באופן שווה ובצפיפות גבוהה.

מבני התמיכה של התאים המודפסים בתלת-ממד יוצרים בסופו של דבר אבני בניין קומפקטיות שניתן להרכיב אותן לכל צורה או גיאומטריה הנדרשת.

הפיגומים הכדוריים מספקים יציבות למבנה הכללי עם התבגרות הרקמה. מודפס בתלת מימד בפלסטיק מתכלה, מבנה התמיכה מתמוסס לאחר מספר חודשים ומשאיר מאחוריו את הרקמה השלמה בצורתה הסופית.

תקריב של ספרואיד מודפס בתלת מימד.  תמונה דרך TU Wienתקריב של ספרואיד מודפס בתלת מימד.  תמונה דרך TU Wien
תקריב של ספרואיד מודפס בתלת מימד. תמונה דרך TU Wien

בעוד שתאי גזע מובחנים כבר מנוצלים ביישומים רפואיים שונים, השימוש בתאי סחוס בבניית רקמות גדולות יותר מציב אתגרים. לדוגמה, תאי רקמת סחוס יוצרים מטריצה ​​חוץ-תאית בולטת. מבנה דמוי רשת זה ממוקם בין התאים, ולעתים קרובות מונע מכדוריות תאים שונות לגדול יחד בצורה הרצויה.

תהליך החוקרים של TU Wien מתגבר בהצלחה על מכשול זה. על פי הדיווחים, הצוות הוא הראשון לשלב תאים מכדוריות שונות לרקמת סחוס אחידה, הומוגנית וסגורה לחלוטין.

"תחת המיקרוסקופ ניתן לראות בבירור: כדוריות שכנות גדלות יחד, התאים נודדים מכדורית אחת לשניה ולהיפך, הם מתחברים בצורה חלקה ומביאים למבנה סגור ללא כל חללים – בניגוד לשיטות אחרות שהיו בשימוש עד כה, שבהם נותרו ממשקים גלויים בין גושי תאים שכנים", ציינה קופינסקי-גרונוולד.

את הכדוריות שבהן גדלים תאים חיים, ניתן להרכיב כמעט כל צורה.  תמונה דרך TU Wienאת הכדוריות שבהן גדלים תאים חיים, ניתן להרכיב כמעט כל צורה.  תמונה דרך TU Wien
ניתן להרכיב את הכדוריות שבהן גדלים תאים חיים כמעט לכל צורה. תמונה דרך TU Wien.

הדפסת תלת מימד רקמה אנושית מלאכותית

הדפסת תלת מימד של רקמות אנושיות ליישומים רפואיים היא בהחלט תחום צומח. סקרי מומחים בתלת מימד בנושא מגמות הדפסת תלת מימד וה עתיד הדפסת תלת מימד הדגיש את התעשייה הרפואית כמגזר שימשיך לחוות חדשנות משמעותית בהדפסת תלת מימד.

צוות מדענים מ אוניברסיטת סידני וה מכון המחקר הרפואי לילדים (CMRI) בווסטמיד מינפה הדפסה פוטוליטוגרפית תלת מימדית כדי ליצור רקמה אנושית פונקציונלית המסוגלת לחקות במדויק איברים אנושיים.

החוקרים השתמשו בתרבית תאים ובטכניקות ביו-הנדסה כדי להורות לתאי גזע מדם ותאי עור להתמחות. התאים המיוחדים שימשו לאחר מכן לייצור איבר מודפס בתלת מימד מבנים. בשלב הבא של המחקר יתמקד הצוות בפיתוח התהליך הייחודי שלו לקידום תחום הרפואה הרגנרטיבית, ולאפשר טיפולים חדשים למגוון מחלות.

במקומות אחרים, חברה מובילה בארה"ב לייצור תוספים מערכות תלת מימד בשנה שעברה הכריזה על תוכנית הרקמות התחדשות (RPT). יוזמה אסטרטגית זו מבקשת לפתח ולמסחר רקמה אנושית מודפסת ביולוגית בתלת מימד. התוכנית מתבססת על מוצרי הבריאות והמומחיות של החברה, כגון תכנון כירורגי וירטואלי (VSP).

מוצר ה-RPT הראשון שפותח קשור לרקמת שד רגנרטיבית ספציפית למטופל, שנועד לענות על הביקוש הגובר בטיפול בסרטן השד. בעזרת VSP, 3D Systems אומרת שהיא יכולה לתכנן ולייצר פיגומים ביו-אינטגרטיביים התואמים את האנטומיה והפיזיולוגיה של המטופל.

ככזה, אומרים שרקמת השד התחדשותית מודפסת בתלת מימד משפרת תוצאות ארוכות טווח עם חווית מטופל אופטימלית.

הירשם ל- ניוזלטר תעשיית דפוס תלת מימד כדי להתעדכן בחדשות האחרונות בנושא הדפסת תלת מימד. אתה יכול גם לעקוב אחרינו ב טוויטרכמו שלנו פייסבוק עמוד, והירשם ל- תעשיית הדפסת תלת מימד YouTube ערוץ כדי לגשת לתוכן בלעדי יותר.

האם אתה מעוניין לעבוד בתעשיית ייצור תוספים? לְבַקֵר עבודות הדפסה בתלת מימד כדי להציג מבחר של תפקידים זמינים ולהתחיל את הקריירה שלך.

התמונה המוצגת מציגה ספרואיד מודפס בתלת מימד, מלא בתאים חיים. תמונה דרך TU Wien.





קישור לכתבת המקור – 2024-02-15 13:16:44

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר