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A combinação de 2-Photon 3D-printer e bioink permite a impressão precisa, directa de pilhas vivas

A combinação de um 2-Photon 3D-printer com um bioink hydrogel-baseado inovativo permite a impressão directa das estruturas 3D que contêm pilhas vivas no meso e no microscale. Tornado por UpNano GmbH (Viena, Áustria), o NanoOne bio é uma impressora baseada na escala bem sucedida de NanoOne de 2-Photon laser-postos 3D-printers que podem construir estruturas através de 12 ordens de grandeza. O hydrogel novo foi desenvolvido com Xpect INX (Ghent, Bélgica), um derivado na fundação especializou-se na revelação de materiais biocompatible para (a bio) indústria de impressão 3D-. É a única resina disponível no comércio que reserva encaixar pilhas vivas em linha recta de uma placa de cultura dentro das estruturas 3D-printed altamente precisas para aplicações biológicas.

A combinação de 2-Photon 3D-printer e bioink permite a impressão precisa, directa de pilhas vivas
Sistema de impressão da alta resolução 3D de NanoOne bio. © UpNano GmbH

As culturas celulares bidimensionais foram o padrão no R&D pré-clínico farmacêutico e na pesquisa biomedicável geralmente, por muitas décadas. Contudo, a evidência crescente demonstra que estes modelos representam deficientemente a interacção celular a nível 3D em sistemas vivos. Conseqüentemente, a revelação da droga baseada em 2D sistemas é frequentemente errada, tendo por resultado biliões de dólares do R&D mal-sucedido custa. Até agora, o complexo de construção e as estruturas 3D altamente precisas com pilhas vivas encaixadas foram impedidos pela falta de materiais e de sistemas de impressão apropriados. Os agradecimentos ao desenvolvimento conjunto de uma novela hydrogel-basearam Bioink por Xpect INX e UpNano em combinação com o modelo novo da impressão por UpNano que este esforço tem transformado agora na realidade.

Máquinas & materiais

“As competências combinadas de UpNano em desenvolver os dispositivos 3D-printing e o Xpect INX em projetar materiais inovativos para 3D-printing coagularam-se bem junto”, comentam Peter Gruber, cabeça da tecnologia e co-fundador de UpNano. “Nós co-desenvolvemos X Hydrobio INX© U200, um hydrogel altamente biocompatible, e ao mesmo tempo nós oferecemos um dispositivo de 2-Photon 3D-printing que forneça a escala a maior de dimensões impressas no mercado”. X Hydrobio INX© U200 é um hydrogel solúvel em água que permita transferência das culturas celulares das 2D placas de cultura nas estruturas 3D complexas.

O X gelatina-baseado Hydrobio INX© U200 foi desenvolvido especificamente para a capsulagem dos tipos múltiplos da pilha que permitem desse modo a geração dos microtissues 3D complexos. O hydrogel imita o ambiente celular natural e é biodegradável, desse modo permitindo que as pilhas substituam gradualmente o material com o tecido recentemente formado.”

Jaspe Van Hoorick, chumbo do projecto, Xpect INX

O gel resolve as edições encontradas com media padrão do crescimento em que as culturas celulares foram incubadas em uma 2D maneira. Depois disto, o hydrogel que contem pilhas vivas pode directamente ser alimentado no NanoOne bio - um 2-Photon altamente preciso 3D-printer desenvolvido por UpNano. A pesquisa extensiva mostrou que o laser da luz vermelha de 780 nanômetro do NanoOne bio não é prejudicial às pilhas vivas, mesmo excepcionalmente no poder superior usado pelas impressoras de NanoOne. De facto, a potência alta do laser que é original aos sistemas do 2-Photon 3D-printing de UpNano, permite o uso dos sistemas óticos que permitem a produção rápida de grandes estruturas do cm com excepcionalmente elevada precisão, para baixo ao nanoscale.

Indústria & academia

A combinação de X Hydrobio INX© U200 e o NanoOne bio abre possibilidades completamente novas no R&D biomedicável, na indústria e na academia. Reconhecendo o potencial enorme, o prof. James J. Yoo, instituto da floresta da vigília para a medicina regenerativa (EUA) decidiu ao conselho UpNano nas revelações futuras. O perito ilustre para a engenharia e o biofabrication do tecido junta-se ao conselho consultivo da empresa em abril de 2021 e guiará a revelação mais adicional contínua de pedidos novos para R&D. biomedicável Produção da laboratório-em-microplaqueta será agora possível não somente com uma precisão inaudita, mas igualmente directamente com pilhas vivas encaixadas - tempo desse modo de salvamento e melhoramento do significado dos resultados. As estruturas de superfície que assemelham-se a tecidos naturais (estruturas biomimetic) podem agora ser criadas, permitindo a interacção natural próxima entre as pilhas vivas e seu ambiente do crescimento.

As pilhas que crescem no 2D em uma placa de cultura em media padrão do crescimento encontram a longe do ambiente físico natural e de uma falta da interacção com pilhas circunvizinhas em todos os sentidos, como observado em tecidos vivos.”

Denise Mandt, cabeça do mercado e o desenvolvimento de negócios e co-fundador de UpNano

Reconheceu-se no R&D biomedicável que tal falta do pilha-à-pilha-contacto 3D impacta negativamente a interpretação dos resultados ganhados em modelos da pilha para aplicações humanas.

O NanoOne bio em combinação com o jogo recentemente desenvolvido de X Hydrobio INX© U200 mudará significativamente esta aproximação. As companhias farmacéuticas e as instituições de pesquisa estarão na posição para projectar os modelos da pilha que imitam condições do crescimento natural no corpo humano. De facto, o NanoOne bio permite a produção das estruturas de superfície com precisão a mais alta e/ou o projecto de 3D-scaffolding complexo com pilhas encaixadas na cm-escala. Os agradecimentos aos caminhos ópticos específicos, algoritmos aperfeiçoados da varredura e uma tecnologia adaptável proprietária da definição, os sistemas de NanoOne igualmente oferecem tempos de produção mais rápidos significativos do que outros sistemas - as vantagens que foram reconhecidas por clientes na indústria e na academia igualmente. A escala-extensão para clientes na pesquisa biomedicável tem sido encontrada já com grande interesse.

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