Tehnologija za „redanje“ stanica ultrazvukom razvijena je radi boljeg bioprintanja
Ultrazvukom potpomognuta biofabrikacija
U zadnje se vrijeme sve češće može čuti kako se živuće stanice mogu kombinirati s polimernim gelovima te se mješavina može 3D-printati i tako proizvesti biološko tkivo koje se koristi u transplantantima ili za eksperimente. Takav bi materijal mogao postati bliži stvarnosti zahvaljujući novoj ultrazvučnoj tehnologiji.
U prirodnom biološkom tkivu stanice su poredane u različitim orijentacijama. Međutim, do sada to nije bilo postignuto u većini bioprintanih tkiva. Tim istraživača Sveučilišta North Carolina State, pod vodstvom izvanrednog profesora Rohana Shirwaikera, sada je to promijenio. Rezultat je poznat pod nazivom ultrazvukom potpomognuta biofabrikacija (UAB - ultrasound-assisted biofabrication), a istraživanje je nedavno objavljeno u časopisu Biofabrication.
Sustav uključuje komoru u kojoj bioprinter nanosi slojeve materijala koji sadrži živuće stanice, a dok to radi ultrazvučni valovi putuju s jedne strane komore na drugu i odbijaju se nazad u smjeru iz kojeg su došli. Tako nastaju stojni valovi na mjestima gdje se susreću emitirani i reflektirani valovi.
Okolne se stanice zatim „redaju“ duž duljine svakog vala te tako bivaju smještene u redove. Promjenom parametara ultrazvuka poput frekvencije i amplitude moguće je mijenjati način poretka stanica u svakom redu. Dok ovo može rezultirati bioprintanim tkivom koje više nalikuje originalnom tkivu, pojedini parametri ultrazvuka također mogu dovesti do smrti stanica, pa ih je stoga važno pravilno podesiti. Zbog toga su napravljeni računalni modeli koji mogu predvidjeti ishod danih parametara.
Pri demonstraciji UAB sustava, istraživači su bioprintali ljudski meniskus koljena koji ima C-oblik te jako sporo (ako ikako) zacjeljuje ako je povrijeđen. Stanice unutar isprintanog meniskusa bile su poredane u polukružni luk što je slučaj i kod prirodnog meniskusa.
„Uspjeli smo upravljati orijentacijom stanica dok su se printale, sloj po sloj, kroz cijelo tkivo“, rekao je Rohan Shirwaiker. „Također smo uspjeli poredati stanice na načine koji su posebice bitni za druga ortopedska mekana tkiva poput ligamenata i tetiva.“
Sveučilište trenutno traži partnere za pomoć pri komercijalizaciji ove tehnologije. Jednom kada bude dostupna, trebala bi biti jeftina za korištenje te bi većina troškova išla inicijalno za dodatak tehnologije postojećim sustavima bioprintanja.
Žarko Šaravanja / Ekovjesnik