Новые технологии молекулярной 3D-печати способны воссоздать сложные химические среды организма человека

Аддитивные технологии продолжают активно совершенствовать биомедицинскую инженерию, и команда учёных из Лондонского университета королевы Марии (QMUL) уже готовится сделать следующий шаг в этом направлении. Ведущий исследователь Альваро Мата, профессор в области инженерии и материаловедения в QMUL вместе с соавтором и аспирантом Гастоном Примо разрабатывают новую технологию 3D-печати, специально предназначенную для воссоздания сложных биологических сред.

Известная как 3DEAL, эта современная технология биопреобразования относится к 3D-электрофорезированной литографии, способной генерировать сложные молекулярные структуры в мягком веществе, таком как гидрогель. Предоставляя ученым полный пространственный контроль над химическим составом инженерной среды, 3DEAL открывает совершенно новую возможность воссоздать естественные сценарии, обнаруженные в организме человека, такие как трехмерные молекулярные градиенты или узоры. Учитывая тот факт, что это относительно простая и недорогая технология производства, 3DEAL особенно перспективна благодаря своим возможностям микромасштабного разрешения, которое могут иметь размеры до нескольких сантиметров. Новый метод биоинженерии в скором времени может быть запущен в работу для усовершенствования платформ скрининга лекарств и построения сложных тканевых конструкций.

new-molecular-3d-printing-tech-capable-of-recreating-complex-chemical-environments-of-the-human-body-1.jpg

Как объясняет Мата, «человеческий организм в основном состоит из анизотропных, иерархических и трехмерных структур. Новые методы создания сред, которые способны воссоздать физические и химические свойства подобных структур, будут играть важную роль в создании более эффективных лекарств и проектировании более функциональных тканей и систем органов».

Сохранение физического и химического контроля над этими воссозданными структурами является особенно интересной перспективой и основным коммерческим преимуществом новой технологии команды. Одной из ключевых особенностей метода 3DEAL является включение электрического поля и пористой маски, которые при совместном использовании позволяют учёным перемещаться и находиться в различных типах молекул внутри гидрогелевых структур.

new-molecular-3d-printing-tech-capable-of-recreating-complex-chemical-environments-of-the-human-body-2.jpg

Как отмечает соавтор Примо, в 3DEAL есть много преимуществ, которые сделают технологию привлекательной для промышленного применения. «Основным преимуществом технологии является ее надежность и экономичность, - говорит он. – Она является простой и может использоваться с большинством легкодоступных гидрогелей и формировать различные типы молекул».

Дитмар Хатмахер, эксперт по технологиям в области регенеративной медицины и инженерии в Квинслендском университете, подтверждает, что новые разработки в области производства биомиметических и анизотропных гидрогелей вызвали серьезный интерес у научного сообщества. Инновации, такие как технология 3DEAL, являются неотъемлемой частью этих разработок и эффективно «расширяют набор инструментов» для ученых в данной области.

new-molecular-3d-printing-tech-capable-of-recreating-complex-chemical-environments-of-the-human-body-3.jpg

В будущем команда QMUL надеется создать различные варианты своей технологии, что в идеале обеспечит возможность ещё более сложного моделирования. Усиление внимания к практическим разработкам в тканевой инженерии и моделям in vitro входит в ближайшие планы Мата и Primo.

Работа над технологией 3DEAL была профинансирована ERC Start Grant Strofunscaff  и недавно опубликована в научном журнале «Advanced Functional Materials».

Источник

Поделиться:


Подходящие модели