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Os cientistas tomam a etapa principal em 3D que bioprinting órgãos funcionais

Os cientistas tomaram uma etapa principal mais perto de poder aos órgãos funcionais do bioprint 3D, depois que os pesquisadores planejaram um método de reconstruir componentes do coração humano, de acordo com um estudo publicado na edição do 2 de agosto da ciência.

A equipe de pesquisadores da universidade do Carnegie Mellon desenvolveu uma versão avançada do encaixotamento reversível de forma livre da tecnologia (FRESCA) suspendida dos Hydrogels, ao colagénio da cópia 3D com componentes inauditos da complexidade e da construção do coração humano que mede dos vasos sanguíneos pequenos às válvulas aos ventrículos batendo. A patente recentemente concedida 10.150.258 dos E.U., tecnologia FRESCA é licenciada agora a FluidForm, uma partida comprometida dramàtica a expandir a capacidade da impressão 3D.

Nós temos agora a capacidade para construir as construções que recapitulam as propriedades estruturais, mecânicas, e biológicas chaves de tecidos nativos. Há ainda muitos desafios a superar para obter-nos aos órgãos 3D bioengineered, mas esta pesquisa representa uma etapa principal para a frente.”

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

Feinberg é igualmente o investigador principal dos matérias biológicos regeneratives e grupo da terapêutica no Carnegie Mellon, onde a pesquisa foi feita.

Embora 3D que bioprinting conseguiu marcos miliários importantes, a impressão directa de pilhas vivas e de matérias biológicos macios provou difícil. Um obstáculo chave está apoiando materiais biológicos macios e dinâmicos durante o processo de impressão a fim conseguir a definição e a fidelidade exigidas para recrear a estrutura 3D e a função complexas.

Usos FRESCOS uma aproximação encaixada da impressão que resolva este desafio usando um gel provisório do apoio, tornando o possível aos andaimes complexos da cópia 3D usando o colagénio em seu formulário unmodified nativo. No passado, os pesquisadores eram limitados porque os materiais macios eram difíceis de imprimir com alta fidelidade além de algumas camadas na altura devendo ceder.

Conduzido o co-primeiro Lee de Andrew pelos autores e dos co-fundadores de FluidForm e Andrew Hudson, os nove membros da equipe do Carnegie Mellon superaram estes obstáculos desenvolvendo uma aproximação que usasse a mudança de pH rápida ao auto-conjunto do colagénio da movimentação.

Os corações bioprinted 3D FRESCOS foram baseados em MRI humano e reproduziram exactamente a estrutura anatômica paciente-específica. Os ventrículos cardíacos menores impressos com os cardiomyocytes humanos mostrados sincronizaram contracções, a propagação direccional do potencial de acção, e o parede-engrossamento de até 14% durante o systole máximo. Os desafios permanecem contudo, incluindo gerando biliões de pilhas exigidas aos tecidos maiores da cópia 3D, conseguindo a escala da fabricação, e o processo regulador até agora undefined para a tradução clínica.

Quando o coração humano foi usado para o prova--conceito, a impressão FRESCA do colagénio e de outros matérias biológicos macios é uma plataforma que tenha o potencial construir andaimes avançados para uma vasta gama de tecidos e de sistemas do órgão.

“FluidForm é extraordinària orgulhoso da pesquisa feita no Feinberg que o laboratório” disse Mike Graffeo, CEO, FluidForm. “A técnica FRESCA desenvolvida na universidade do Carnegie Mellon permite pesquisadores bioprinting de conseguir estrutura, definição, e a fidelidade inauditas, que permitirá um salto quântico para a frente no campo. Nós somos muito entusiasmado fazer em toda parte esta tecnologia disponível aos pesquisadores.”

FluidForm está comercializando a tecnologia FRESCA através de seu primeiro produto, gel bioprinting do apoio de LifeSupport (TM), permitindo o acesso dos pesquisadores em todo o mundo a bioprinting 3D de capacidade elevada do colagénio, as pilhas e uma vasta gama de matérias biológicos.

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