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Gli scienziati intraprendono l'azione principale in 3D che bioprinting gli organi funzionali

Gli scienziati hanno intrapreso un'azione importante più vicino a potere agli organi funzionali del bioprint 3D, dopo che i ricercatori hanno inventato un metodo di ricostruzione delle componenti del cuore umano, secondo uno studio pubblicato nell'edizione del 2 agosto di scienza.

Il gruppo dei ricercatori di Carnegie Mellon University ha sviluppato una versione avanzata di incassassatura reversibile Freeform della tecnologia (FRESCA) sospesa degli idrogel, al collageno della stampa 3D con le componenti senza precedenti della costruzione e di complessità del cuore umano che misura dai piccoli vasi sanguigni alle valvole ai ventricoli battenti. Il brevetto recentemente ricevuto 10.150.258 degli Stati Uniti, la tecnologia FRESCA ora è conceduto una licenza a a FluidForm, un avvio commesso drammaticamente a ampliare la capacità di stampa 3D.

Ora abbiamo la capacità di sviluppare le costruzioni che ricapitolano i beni strutturali, meccanici e biologici chiave dei tessuti indigeni. Ci sono ancora molte sfide da sormontare per ottenerci agli organi bioengineered 3D, ma questa ricerca rappresenta un passo avanti importante.„

Prof. Adam Feinberg, CTO e co-fondatore, FluidForm

Feinberg è egualmente il ricercatore principale dei biomateriali a ricupero e gruppo di terapeutica al Carnegie Mellon, in cui la ricerca è stata effettuata.

Sebbene 3D che bioprinting abbia raggiunto le pietre miliari importanti, la stampa diretta delle celle viventi e dei biomateriali molli ha provato difficile. Un ostacolo chiave sta supportando materiali biologici molli e dinamici durante il trattamento di stampa per raggiungere la risoluzione e la fedeltà richieste per ricreare la struttura 3D e la funzione complesse.

Usi FRESCHI un approccio incluso di stampa che risolve questa sfida usando un gel temporaneo di sostegno, permettente lo alle impalcature complesse della stampa 3D facendo uso del collageno nel suo modulo invariato indigeno. Nel passato, i ricercatori erano limitati perché i materiali molli erano difficili da stampare con l'alta fedeltà oltre alcuni livelli dell'altezza dovuta incurvarsi.

Piombo dai co-primi autori e co-fondatori Andrew Lee ed Andrew Hudson di FluidForm, i nove membri del gruppo del Carnegie Mellon hanno superato questi ostacoli sviluppando un approccio che usa il cambiamento di pH rapido all'auto-installazione del collageno dell'unità.

I cuori bioprinted 3D FRESCHI sono stati basati su MRI umano ed esattamente hanno riprodotto la struttura anatomica paziente-specifica. I più piccoli ventricoli cardiaci stampati con i cardiomyocytes umani indicati hanno sincronizzato le contrazioni, la propagazione direzionale di potenziale d'azione e l'ispessimento della parete fino ad un massimo di 14% durante la sistole di punta. Le sfide rimangono tuttavia, compreso la generazione dei miliardi di celle richieste ai più grandi tessuti della stampa 3D, raggiungendo il disgaggio di fabbricazione ed il trattamento regolatore finora indefinito per la traduzione clinica.

Mentre il cuore umano è stato usato per proof of concept, la stampa FRESCA del collageno e di altri biomateriali molli è una piattaforma che ha il potenziale di costruire le impalcature avanzate per una vasta gamma di tessuti e di sistemi dell'organo.

“FluidForm è straordinario fiero della ricerca effettuata nel Feinberg che il laboratorio„ ha detto Mike Graffeo, il CEO, FluidForm. “La tecnica FRESCA sviluppata alla Carnegie Mellon University permette ai ricercatori bioprinting di raggiungere la struttura, la risoluzione e la fedeltà senza precedenti, che permetterà ad un salto quantico in avanti nel campo. Siamo molto emozionanti mettere a disposizione questa tecnologia dei ricercatori dappertutto.„

FluidForm sta commercializzando la tecnologia FRESCA via il suo primo prodotto, gel bioprinting di sostegno di LifeSupport (TM), permettendo ai ricercatori intorno all'accesso del mondo a bioprinting ad alto rendimento 3D del collageno, alle celle ed a una vasta gamma di biomateriali.

Source:
Journal reference:

Lee, A. et al. (2019) 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. Science. doi.org/10.1126/science.aav9051