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La combinaison de 2-Photon 3D-printer et bioink permet l'impression précise et directe des cellules vivantes

La combinaison d'un 2-Photon 3D-printer avec un bioink basé sur hydrogel novateur permet l'impression directe des structures 3D contenant les cellules vivantes au meso et à la micro-échelle. Développé par UpNano Gmbh (Vienne, l'Autriche), le NanoOne bio est une imprimante basée sur la chaîne couronnée de succès de NanoOne de 2-Photon à la force du laser 3D-printers qui peuvent établir des structures en travers de 12 ordres de grandeur. L'hydrogel neuf a été développé avec Xpect INX (Gand, Belgique), un sous-produit dans la fondation spécialisée dans le développement des matériaux biocompatibles pour (la bio) industrie de l'imprimerie 3D-. C'est la seule résine disponible dans le commerce qui laisse inclure les cellules vivantes droites d'une plaque de culture dans les structures hautement précises 3D-printed pour des applications biologiques.

La combinaison de 2-Photon 3D-printer et bioink permet l
Bio système d'impression de la haute résolution 3D de NanoOne. © UpNano Gmbh

Les cultures cellulaires bidimensionnelles ont été la norme dans la R&D préclinique pharmaceutique et dans la recherche biomédicale généralement pendant beaucoup de décennies. Cependant, la preuve croissante explique que ces modèles représentent mauvais l'interaction cellulaire au niveau 3D dans les systèmes vivants. Par conséquent, le développement de médicament basé sur les 2D systèmes est souvent mal orienté, ayant pour résultat des milliards de dollars de R&D stérile coûte. Jusqu'ici, le composé de construction et les structures hautement précises 3D avec les cellules vivantes incluses a été entravé par le manque de matériaux adaptés et de systèmes d'impression. Grâce au développement conjoint d'un Bioink basé sur hydrogel nouveau par Xpect INX et d'UpNano en combination avec le modèle neuf d'impression par UpNano que cet effort s'est maintenant transformé en réalité.

Machines et matériaux

« Les compétences combinées d'UpNano en développant les dispositifs 3D-printing et le Xpect INX en concevant les matériaux novateurs pour 3D-printing ont bien ensemble gélifié », commentent Peter Gruber, chef de technologie et co-fondateur d'UpNano. « Nous avons codéveloppé X Hydrobio INX© U200, un hydrogel hautement biocompatible, et en même temps nous offrons un dispositif de 2-Photon 3D-printing qui fournit la gamme la plus étendue des cotes estampées sur le marché ». X Hydrobio INX© U200 est un hydrogel soluble dans l'eau qui permet le transfert des cultures cellulaires à partir des 2D plaques de culture dans les structures 3D complexes.

Le X basé sur gélatine Hydrobio INX© U200 a été particulièrement développé pour l'encapsulation des types multiples de cellules permettant de ce fait le rétablissement des microtissues 3D complexes. L'hydrogel imite l'environnement cellulaire naturel et est biodégradable, permettant de ce fait aux cellules de substituer graduellement le matériau avec le tissu récemment formé. »

Jasper Van Hoorick, fil de projet, Xpect INX

Le gel résout les problèmes produits avec les medias normaux d'accroissement sur lesquels des cultures cellulaires ont été incubées d'une 2D façon. Après ceci, l'hydrogel contenant les cellules vivantes peut être directement introduit dans le NanoOne bio - un 2-Photon hautement précis 3D-printer développé par UpNano. La recherche considérable a prouvé que le laser du feu rouge de 780 nanomètre du NanoOne bio n'est pas nuisible aux cellules vivantes, même exceptionnellement à la haute énergie employée par les imprimantes de NanoOne. En fait, le pouvoir de laser de haut qui est seul aux systèmes du 2-Photon 3D-printing d'UpNano, tient compte de l'usage des blocs optiques qui activent la production rapide de grandes structures de cm avec la précision particulièrement haute, vers le bas au nanoscale.

Industrie et milieu universitaire

La combinaison de X Hydrobio INX© U200 et le NanoOne bio ouvrent des possibilités complet neuves dans la R&D biomédicale, dans l'industrie et le milieu universitaire. Identifiant l'énorme potentiel, prof. James J. Yoo, institut de forêt de sillage pour le médicament régénérateur (Etats-Unis) a décidé au conseil UpNano sur des développements futurs. L'expert illustre pour le bureau d'études et le biofabrication de tissu joint le comité consultatif de la compagnie à partir d'avril 2021 et guidera le développement ultérieur continu des demandes nouvelles de R&D biomédicale. La production de la laboratoire-sur-frite sera maintenant possible non seulement avec une précision sans précédent, mais également directement avec les cellules vivantes incluses - temps sauvegardant de ce fait et amélioration de la signification des résultats. Des structures extérieures ressemblant aux tissus naturels (structures biomimetic) peuvent maintenant être produites, tenant compte de l'interaction naturelle proche entre les cellules vivantes et leur environnement d'accroissement.

Les cellules s'élevant dans la 2D d'une plaque de culture sur des medias normaux d'accroissement rencontrent a loin d'environnement matériel naturel et d'un manque d'interaction avec les cellules environnantes dans tous les sens, comme observé en tissus vivants. »

Denise Mandt, chef du mercatique et le développement commercial et co-fondateur d'UpNano

On lui a reconnu dans la R&D biomédicale qu'un tel manque du cellule-à-cellule-contact 3D influence négativement l'évaluation des résultats gagnés dans des modèles de cellules pour des applications humaines.

Le NanoOne bio en combination avec le nécessaire developpé récemment de X Hydrobio INX© U200 changera de manière significative cette approche. Les sociétés pharmaceutiques et les institutions de recherche seront en position pour concevoir les modèles de cellules qui imitent des conditions d'accroissement naturel au corps humain. En fait, le NanoOne bio permet la production des structures extérieures avec la plus haute précision et/ou le modèle de 3D-scaffolding complexe avec les cellules incluses dans la cm-gamme. Grâce aux voies optiques spécifiques, algorithmes optimisés d'échographie et une technologie adaptative de propriété industrielle de définition, les systèmes de NanoOne offre également des temps de production plus rapides significatifs que d'autres systèmes - les avantages qui ont été identifiés par des propriétaires sur l'industrie et le milieu universitaire de même. La gamme-prolonge pour des propriétaires dans la recherche biomédicale a été déjà rencontrée l'intérêt grand.

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