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Les aides bioprinting acoustiques de technologie présentent des cellules nerveuses dans la structure sphérique de cage

Au microscope de petites cages peuvent être produites à la Turquie Wien (Vienne). Leurs ouvertures de réseau sont seulement quelques micromètres dans la taille, leur effectuant l'idéal pour des cellules de fixation et permettant au tissu vivant de se développer dans une forme très spécifique. Ce domaine de la recherche neuf est « Biofabrication » appelé.

En collaboration avec l'Université de Stanford, des cellules nerveuses ont été maintenant présentées dans les structures sphériques de cage utilisant la technologie bioprinting acoustique, de sorte que le tissu nerveux multicellulaire puisse se développer là. Il est même possible de produire des liens de nerf entre les différentes cages. Pour régler les cellules nerveuses, des ondes sonores ont été employées en tant que brucelles acoustiques.

Cages formées par football

Si vous présentez les cellules vivantes avec un certain cadre, vous pouvez fortement influencer leur comportement, ». « l'impression 3D active la production à haute précision des structures d'échafaudage, qui peuvent alors être colonisées avec des cellules pour étudier à quel point le tissu vivant se développe et comment il réagit. »

Aleksandr Ovsianikov, professeur et chef, 3D-Printing et organisme de recherche de Biofabrication, institut pour la science des matériaux et technologie des matériaux, Turquie Wien

Afin d'élever un grand nombre de cellules nerveuses dans un petit espace, l'équipe de recherche a décidé d'employer de soi-disant formes géométriques de « buckyballs » - faites de pentagones et hexagones qui ressemblent à un football microscopique.

« Les ouvertures des buckyballs sont assez grandes pour permettre à des cellules d'émigrer dans la cage, mais quand les cellules fusionnent, elles peuvent plus ne laisser la cage, » explique M. Wolfgang Steiger, qui a travaillé à l'impression 3D à haute précision pour des applications de biofabrication en tant qu'élément de sa dissertation.

Les cages minuscules de buckyball étaient manufacturées utilisant un procédé connu sous le nom de polymérisation de deux-photon : un faisceau laser orienté est utilisé pour commencer un procédé chimique aux remarques spécifiques dans un liquide, qui fait durcir le matériau avec précision à ces remarques.

En guidant le point focal du faisceau laser par le liquide d'une voie controlée par bien, des objectifs en trois dimensions peuvent être produits avec la précision extrêmement haute.

Ondes acoustiques comme brucelles

Produire non seulement les buckyballs, mais rassembler également des cellules dans ces billes par des ouvertures de micro-échelle est très provocant. Une technologie bioprinting acoustique à trois dimensions novatrice développée à l'École de Médecine de Stanford, avec succès adressée ce défi.

Prof. Utkan Demirci Co-dirige le centre jaune canari chez Stanford pour le dépistage du cancer tôt et son organisme de recherche, c.-à-d., le Biosensing et le MEMS acoustique en médicament (laboratoire de BAMM) emploie les ondes acoustiques dans des applications biomédicales de détecter des biomarqueurs de cancer à bioprinting les modèles à trois dimensions de tissu à la détection.

« Nous produisons des vibrations acoustiques dans la solution dans laquelle les cellules sont situées. Les cellules suivent les ondes sonores comme des rats suivent le joueur de pipeau pie de Hamelin comme dans la légende dans le procédé, noeuds de forme de vibration à certaines remarques - assimilées à une chaîne de caractères vibrante », dit prof. Demirci.

À ces remarques nodales, le liquide est comparativement statique. Si des cellules sont situées à ces remarques, elles demeurent là ; partout autrement elles sont écartées par l'onde acoustique. Les cellules déménagent pour cette raison aux endroits où elles ne sont pas tourbillonnées autour - et c'est où les buckyballs ont été mis.

L'onde sonore peut être employée ainsi d'une voie controlée par très bien, presque comme des brucelles, de diriger les cellules vers l'emplacement désiré.

« Les ondes acoustiques nous ont permises de remplir structures d'échafaudage beaucoup plus en masse et efficacement qu'aurait été possible avec des méthodes conventionnelles de colonisation de cellules, » enregistre Tanchen Ren, PhD, de l'organisme de recherche de prof. Demirci's.

Une fois que les buckyballs avaient été avec succès colonisés avec des cellules nerveuses de cette façon, ils ont formé des liens avec des neurones des buckyballs voisins.

« Nous voyons l'énorme potentiel ici pour l'usage de l'impression 3D pour produire et étudier des réseaux neuronaux d'une façon visée, » dit Aleksandr Ovsianikov. « De cette façon, des questions biologiques importantes peuvent être vérifiées à lesquels n'aurait autrement aucun accès expérimental direct. »

Source:
Journal reference:

Ren, T., et al. (2020) Enhancing cell packing in buckyballs by acoustofluidic activation. Biofabrication. doi.org/10.1088/1758-5090/ab76d9.