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Os cientistas imprimem a estrutura 3D que imita os sacos de ar nos pulmões

Os cientistas superaram um obstáculo principal na revelação do tecido impresso 3D que pode ser usada ao substituído órgãos danificados ou doentes. Usando técnicas da descoberta, o 3D do cientista imprimiu uma estrutura que assemelha-se a um saco de ar alveolar - as estruturas que realizam a troca do gás nos pulmões.

Os cientistas superaram um obstáculo principal na revelação do tecido impresso 3D que pode ser usada ao substituído órgãos danificados ou doentescada vez que | Shutterstock

Na experiência actual, os bioengineers abriram caminho o uso de corantes alimentares enquanto photoabsorbers se usar em um processo conhecido como a tecnologia photopatterning nova da ARDÓSIA (instrumento da estereolitografia para a engenharia do tecido). Isto foi usado para criar arquiteturas vasculares complexas funcionais com os hydrogels, através de 3D que bioprinting.

As técnicas bioprinting precedentes foram impedidas por sua incapacidade imitar as redes vasculares complexas consideradas no corpo humano.

Muitas destas redes entrelaçam com, contudo são distintas de, o regime anatômico dos órgãos principais ele mesmo. Por exemplo, os vasos sanguíneos no sistema biliar do fígado interagem pròxima com o tecido do fígado mas não fazem fazem realmente parte dela.

Bioquìmica e fisicamente, contudo, os vasos sanguíneos devem estar na grande proximidade ao órgão para que ele à função.

Endereçando o ` o desafio de multi-vascularization'

O modelo do prova--conceito, que foi caracterizado na tampa do compartimento da ciência esta semana, está sendo descrito como uma simulação visual e funcional das redes complexas dos vasos sanguíneos e das passagens de ar que caracterizam a anatomia alveolar do saco do pulmão humano.

Espera-se que a nova tecnologia autorizará outros cientistas para produzir as redes similarmente complexas que duplicam as passagens naturais para o ar, a linfa, o sangue e os outros líquidos de corpo.

Nossas são a primeira tecnologia bioprinting que endereça o desafio de multi-vascularization em uma maneira directa e detalhada.”

Jordan Miller, Bioengineer do chumbo de Rice University

A ARDÓSIA é open source novo um método 3D bioprinting hydrogel-baseado que trabalhe perfeitamente para acumular um hydrogel macio monolítico complexo com a topologia exigida.

Toda começa com um líquido do pre-hydrogel que solidifique ao contacto com a luz azul. as 2D fatias da estrutura exigida são indicadas em ordem por um feixe luminoso azul que brilha de baixo de, de um processador digital.

Isto faz com que a solução do hydrogel solidifique em camadas extremamente finas, um de cada vez, para seguir o projecto extremamente complexo da arquitetura vascular. Isto cria um modelo água-baseado biocompatible do gel dentro de minutos.

Usar corantes alimentares comuns era uma descoberta

A descoberta que permitiu a duplicação da arquitetura vascular era a adição de photoabsorbers pilha-compatíveis à solução, sob a forma dos corantes alimentares de uso geral que absorvem a luz azul. Estes incluem a anticianina, o curcumin e o tartrazine.

O tecido vascular bioprinted passou testes de sua capacidade para suportar variações normais da pressão sanguínea e o fluxo pulsatile, assim como simulou os movimentos de respiração que imitam freqüências e pressões humanas da respiração através da afluência e da saída do ar.

Igualmente permite a tomada de oxigênio pelas pilhas vermelhas como passam através de uma rede vascular em torno do saco de ar, similares aos fenômenos do alveolar do pulmão.

A pesquisa da descoberta fornece a esperança para milhões de pacientes na lista da transplantação em todo o mundo, porque nós movemos uma etapa mais perto de imprimir órgãos pré-feitos para pacientes.

Tecidos da impressão que o ` respira como os tecidos saudáveis em nossos corpos'

Os pesquisadores centraram-se então sobre a criação de um modelo similar para o fígado.

O fígado é altamente complexo com sobre 500 funções, em segundo somente ao cérebro na largura e no valor de sua carga de trabalho. Actualmente, nenhum protocolo terapêutico ou dispositivo médico podem com sucesso replicate a função do fígado, assim que os pacientes com dano de fígado devem esperar um órgão para tornar-se disponíveis para a transplantação.

Como parte do estudo actual, a equipe imprimiu o tecido 3D vascular que imita o vasculature do fígado e adicionou então pilhas de fígado preliminares em compartimentos separados. Estes implantes terapêuticos foram transferidos então em ratos com dano de fígado crônico.

O teste subseqüente revelou que as pilhas de fígado ficaram directas vivo e funcional este processo. Isto podia ajudar a acelerar também a revelação de implantes do fígado.

Outras possibilidades incluem bioprinting de umas características mais finas dentro dos vasos sanguíneos, tais como válvulas de pré-molar de sentido único. Estas válvulas asseguram a circulação sanguínea unidireccional para o coração na ausência de uma bomba separada e são encontradas nas embarcações do coração e de linfa.

A pesquisa foi conduzida por bioengineers Miller e Kelly Stevens e pesquisadores incluídos de Rice University, universidade de Washington, e universidade de Rowan, e sistema nervoso, uma empresa do projecto.

Com este trabalho nós podemos agora melhor pedir, “se nós podem imprimir os tecidos que olham e agora respiram mesmo mais como os tecidos saudáveis em nossos corpos, igualmente então comportar-se-ão funcional mais como aqueles tecidos? “Esta é uma pergunta importante, porque como as funções bioprinted boas de um tecido afectarão como bem sucedido será como uma terapia.”

Kelly Stevens

Quando alguma da pesquisa for transformada em um produto comercial por volumétrico, uma partida em Houston, todas as limas de fonte está disponível para livre. Isto inclui um grupo completo das limas 3D imprimíveis para a ARDÓSIA e para cada um dos bioinks (os hydrogels) usados neste estudo.

Source:

Grigoryan B., et al. (2019).  Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science. science.sciencemag.org/content/364/6439/458

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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