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As ajudas bioprinting acústicas da tecnologia introduzem pilhas de nervo na estrutura esférica da gaiola

Microscopically as gaiolas pequenas podem ser produzidas na Turquia Wien (Viena). Suas aberturas da grade são somente alguns micrômetros em tamanho, fazendo lhes o ideal para pilhas de terra arrendada e permitindo que o tecido vivo cresça em uma forma muito específica. Este campo de pesquisa novo é chamado “Biofabrication”.

Em uma colaboração com Universidade de Stanford, as pilhas de nervo têm sido introduzidas agora em estruturas esféricas da gaiola usando a tecnologia bioprinting acústica, de modo que o tecido de nervo multicellular pudesse se tornar lá. É mesmo possível criar conexões de nervo entre as gaiolas diferentes. Para controlar as pilhas de nervo, as ondas sadias foram usadas como a pinça acústica.

Gaiolas dadas forma futebol

Se você apresenta pilhas vivas com uma determinada estrutura, você pode fortemente influenciar seu comportamento,”. “a impressão 3D permite a produção da elevada precisão de estruturas do andaime, que podem então ser colonizadas com pilhas para estudar como o tecido vivo cresce e como reage.”

Aleksandr Ovsianikov, professor e cabeça, 3D-Printing e grupo de investigação de Biofabrication, instituto para a ciência de materiais e tecnologia de materiais, a Turquia Wien

A fim crescer um grande número pilhas de nervo em um espaço pequeno, a equipa de investigação decidiu usar as formas geométricas assim chamadas dos “buckyballs” - feitas dos Pentágonos e dos hexágonos que se assemelham a um futebol microscópico.

“As aberturas dos buckyballs são grandes bastante permitir que as pilhas migrem na gaiola, mas quando as pilhas coalescem, podem já não sair da gaiola,” explicam o Dr. Wolfgang Steiger, que trabalhou na impressão da elevada precisão 3D para aplicações do biofabrication como parte de sua dissertação.

As gaiolas minúsculas do buckyball eram manufacturados usando um processo conhecido como a polimerização do dois-fotão: um raio laser focalizado é usado para começar um processo químico em pontos específicos em um líquido, que faça com que o material se endureça precisamente nestes pontos.

Dirigindo o ponto de foco do raio laser através do líquido em uma maneira bem-controlada, os objetos tridimensionais podem ser produzidos com extremamente elevada precisão.

Ondas acústicas como a pinça

Não somente criar os buckyballs, mas igualmente montar pilhas nestas bolas com as aberturas do microscale é muito desafiantes. Uma tecnologia bioprinting acústica 3-D inovativa desenvolvida na Faculdade de Medicina de Stanford, endereçada com sucesso este desafio.

O prof. Utkan Demirci co-dirige o centro amarelo em Stanford para a detecção de cancro adiantada e seu grupo de investigação, isto é, o Biosensing e o MEMS acústico na medicina (laboratório de BAMM) usa ondas acústicas em aplicações biomedicáveis de detectar biomarkers do cancro a bioprinting modelos 3-D do tecido à detecção.

“Nós geramos oscilações acústicas na solução em que as pilhas são ficadas situadas. As pilhas seguem as ondas de sons como ratos seguem o gaiteiro Pied de Hamelin como na legenda no processo, nós do formulário da oscilação em determinados pontos - similares a uma corda de vibração”, diz o prof. Demirci.

Nestes pontos nodais, o líquido é comparativamente estático. Se as pilhas são ficadas situadas nestes pontos, permanecem lá; são afastados em toda parte mais pela onda acústica. As pilhas movem-se conseqüentemente para os pontos onde não são giradas ao redor - e aquela é o lugar aonde os buckyballs foram colocados.

A onda sadia pode assim ser usada em uma maneira muito bem-controlada, quase como a pinça, de dirigir as pilhas ao lugar desejado.

“As ondas acústicas permitiram-nos de encher muito mais densa e eficientemente as estruturas do andaime do que seria possível com métodos convencionais da colonização da pilha,” relata Tanchen Ren, PhD, do grupo de investigação do prof. Demirci.

Uma vez que os buckyballs tinham sido colonizados com sucesso com pilhas de nervo desta maneira, formaram conexões com os neurônios de buckyballs vizinhos.

“Nós vemos o potencial enorme aqui usando a impressão 3D para criar e para estudar redes neurais em uma maneira visada,” diz Aleksandr Ovsianikov. “Desta maneira, as perguntas biológicas importantes podem ser investigadas a qual não teria de outra maneira nenhum acesso experimental directo.”

Source:
Journal reference:

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