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Los investigadores de POSTECH producen el modelo del pulmón artificial usando la impresión 3D

La temperatura más caliente y las flores de floración hacen señales la llegada del muelle. Sin embargo, las preocupaciones sobre enfermedades respiratorias están también en la subida debido al polvo y a los virus finos. El pulmón, que es vital a la respiración, es bastante desafiador crear artificial para el uso experimental debido a su estructura y delgadez complejas. Recientemente, un equipo de investigación de POSTECH ha tenido éxito en producir un modelo del pulmón artificial usando la impresión 3D.

El candidato Dayoon Kang de profesor Sungjune Jung del departamento de la ciencia material y de la ingeniería, y de profesor Joo-Yeon Yoo y del Ph.D. del departamento de ciencias de la vida en POSTECH junto ha tenido éxito en crear un modelo tridimensional del pulmón que contenía una variedad de variedades de células alveolares humanas usando la inyección de tinta bioprinting. La inyección de tinta bioprinting está atrayendo la atención para habilitar la producción de tejidos estandardizados y paciente-modificados para requisitos particulares, y se anticipa para reemplazar modelos convencionales de la prueba mientras que puede ser producida en serie. Las conclusión de este estudio fueron publicadas recientemente en ciencia avanzada.

Los pulmones humanos respiran constante para admitir el oxígeno necesario para la actividad vital y para expulsar el dióxido de carbono generado como subproducto. El oxígeno que incorpora la carrocería llega los alvéolos a través de las aerovías y se reemplaza por el dióxido de carbono llevado por la sangre a través de los capilares de los alvéolos.

Aquí, los alvéolos se hacen de una capa delgada de células epiteliales y son rodeados por los capilares finos que imitan las uvas huecos. La membrana alveolar, a través de la cual el viaje del dióxido del oxígeno y de carbono, es una estructura tres-acodada de la membrana epitelial/del sótano/de la capa capilar endotelial y está muy ligeramente para la facilidad del proceso de la cantina del gas. Hasta ahora, ha habido limitaciones en exacto el repliegue de los alvéolos con tal estructura fina y compleja.

A esto, el equipo de investigación fabricó un modelo alveolar de la barrera de la tres-capa con espesor de cerca de 10 micrómetros (μm) con la deposición de alta resolución de células alveolares usando la impresión de la inyección de tinta drop-on-demand1. Este modelo nuevamente producido mostró un grado más alto de simulación comparado a un modelo bidimensional del cultivo celular así como a un modelo no-estructurado tridimensional cultivados de mezclar las células y el colágeno alveolares.

El equipo de investigación también confirmó que el modelo alveolar desarrollado recientemente de la barrera reprodujo semejantemente la reacción fisiológica en el nivel real del tejido con respecto a contagiosidad viral y a la reacción antivirus. Cuando este modelo fue utilizado como modelo de la infección del virus de gripe, los investigadores podían observar la uno mismo-proliferación y la reacción antivirus del virus.

Hemos estado imprimiendo las células y los tejidos de fabricación usando el método bioprinting, pero éste está la primera vez en el mundo para simular una barrera alveolar con una estructura de la tres-capa del espesor de cerca de 10 μm. Está también la primera vez que una barrera alveolar artificial fue infectada con un virus y una reacción antivirus fisiológica fue observada.”

Profesor Sungjune Jung, POSTECH

Profesor Jung adicional, “el tejido artificial producido este vez puede ser utilizado como plataforma temprana para la eficacia de evaluación de drogas terapéuticas y las vacunas que contradicen virus respiratorios infecciosos - incluyendo el virus COVID-19 - como habilita la producción en masa y control de calidad así como la fabricación de los modelos paciente-modificados para requisitos particulares de la enfermedad.”

Source:
Journal reference:

Kang, D., et al. (2021) All‐Inkjet‐Printed 3D Alveolar Barrier Model with Physiologically Relevant Microarchitecture. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202004990.