Учёным удалось воссоздать живые клетки с помощью новой технологии 3D-печати

scientists-successfully-3d-printed-living-cells-using-in-air-microfluidics-technique-2.jpg

Исследователи из Университета Твенте разработали новую технологию 3D-печати, названную «микрофлюидика в воздухе» («in-air microfluidics») и позволяющую печатать живые клеточные структуры. Эта инновационная технология даёт возможность быстро, буквально «на лету» производить микростроительные блоки, которые являются жизнеспособными и могут использоваться, к примеру, для лечения поврежденных тканей. Работа голландских учёных была представлена ​​в Science Advances.

scientists-successfully-3d-printed-living-cells-using-in-air-microfluidics-technique-1.jpg

Микрофлюидика - это манипулирование крошечными капельками жидкости с размерами между микрометром и миллиметром. Чаще всего для этого используются чипы с мельчайшими жидкостными каналами, реакторами и другими компонентами. Не смотря на то, что такие чипы предлагают широкий спектр возможностей в производстве эмульсий (например, капель, переносящих другое вещество), скорость, с которой капли покидают чип, обычно находится в пределах микролитра в минуту. Для клинических и промышленных применений это долгий процесс: заполнение объема кубического сантиметра займет около 1000 минут или 17 часов. Технология, разработанная специалистами Университета Твенте, сокращает такой процесс до нескольких минут.

Можем ли мы достичь столь высоких скоростей, манипулируя жидкостями не в микроканалах, а в воздухе? Это был один из вопросов, на который голландские исследователи хотели получить ответ. И действительно, это оказалось возможным при использовании двух «струй» жидкости. Из одной струи капли выбрасываются в другую. Создание струй является относительно несложным, но перемещаются они от 100 до 1000 раз быстрее, чем капли из микрочипа. Скорость не является единственным преимуществом технологии «in-air microfluidics». «Столкновение» струй, содержащих разные типы жидкостей, приводит к появлению новых материалов. Интеллектуальные комбинации жидкостей позволяют создавать целостные, готовые к 3D-печати строительные блоки за один шаг.

scientists-successfully-3d-printed-living-cells-using-in-air-microfluidics-technique-3.jpg

Таким образом, можно получить живую клетку внутри печатного материала. Полученные биоблоки печатаются в 3D-структуре, которая выглядит как губка, заполненная клетками и жидкостью. Эти трехмерные модульные биоматериалы имеют внутреннюю структуру, которая очень похожа на внутреннюю структуру природной ткани. Многие методы 3D-печати основаны на использовании тепла или ультрафиолетового излучения, однако подобные технологии могут повредить живые клетки. Поэтому новый микрожидкостный подход, в котором поврежденная ткань восстанавливается с использованием культивируемого клеточного материала пациента, является многообещающим, перспективным методом в тканевой инженерии.

Исследование было выполнено Томом Камперманом из Developmental BioEngineering group под руководством профессора Марселя Карперьена и Клаасом Виллемом Виссером из Physics of Fluids group под руководством профессора Детлефа Лохсе. Недавно Камперман закончил докторскую диссертацию на эту тему, а Клаас Виллем Виссер временно работает ученым Гарвардского университета по гранту Рубикона, после чего планирует вернуться в Университет Твенте в качестве доцента. Оба специалиста так же работают в IamFluidics, используя технологию «in-air microfluidics» для создания функциональных частиц и материалов.

Источник

Поделиться: