Bioprinters adalah jenis khas pencetak 3D. Berdasarkan kejuruteraan tisu yang dikendalikan oleh komputer, mereka dapat menghasilkan tisu atau bioarray. Pada masa akan datang, boleh menghasilkan organ dan makhluk hidup buatan dengan bantuannya.
Apa itu bioprinter?
Bioprinters adalah jenis khas pencetak 3D. Bioprinters adalah alat teknikal untuk mencetak tisu dan organ biologi dalam tiga dimensi dengan memindahkannya ke sel hidup. Bidang percetakan 3D ini masih dalam peringkat eksperimen dan kebanyakannya disiasat dalam kajian ilmiah di universiti. Tujuannya adalah untuk mewujudkan kemungkinan menghasilkan tisu dan organ pengganti berfungsi yang dapat digunakan dalam rawatan perubatan. Kata aktiviti ke bioprinter disebut bioprinting. Pencetakan bio bermula dengan komposisi asas tisu atau organ sasaran. Bioprinter digunakan secara eksklusif di persekitaran makmal. Pencetak 3D khas menyimpan dan membentuk lapisan sel nipis melalui cetakan kepala Akibatnya. Untuk melakukan ini, kepala bioprinter bergerak ke kiri, kanan, atas atau bawah. Bioprinters menggunakan protokol bio-dakwat atau bioproses untuk membina bahan organik. Ini adalah biopolimer dengan sel dari organisma hidup dan hidrogel yang mengandungi hingga 90% air. Harta aliran mesti dikira dengan tepat. Di satu pihak, yang besar-besaran mestilah cukup cair sehingga jarum jarum suntik tidak tersumbat, dan sebaliknya, mestilah cukup padat sehingga struktur sasaran tahan lama. Kegunaan lain untuk pencetakan bio termasuk pemindahan, pembedahan terapi, kejuruteraan tisu, dan pembedahan rekonstruktif.
Bentuk, jenis, dan spesies
Pada masa ini, pencetak bio digunakan secara sporadis dalam sektor komersial. Oleh kerana pencetakan bio berada dalam tahap pengembangan, spesies atau jenis bioprinter yang dewasa belum dapat disahkan. Namun, pada prinsipnya, mana-mana pencetak 3D dapat digunakan untuk pencetakan bio. Untuk melakukannya, PVC yang biasa digunakan serbuk mesti diganti dengan sel yang sesuai. Proses juga sedang diuji dengan mana mungkin untuk mengembangkan bioprinters dari printer inkjet biasa. Permintaan yang tinggi mesti diletakkan pada bio-dakwat. Sebagai contoh, sebarang bahan yang akan digunakan untuk tujuan klinikal mesti memenuhi spesifikasi antarabangsa yang ketat. Sebelum digunakan dalam pencetakan bio, bahan tersebut mesti menjalani ujian selama bertahun-tahun.
Struktur dan cara operasi
Cara bioprinter berfungsi sangat serupa dengan prinsip operasi pencetak 3D biasa. Acuan dibina melalui alat penyemperit. Walau bagaimanapun, tidak ada PVC serbuk digunakan, seperti yang berlaku pada pencetak 3D konvensional, tetapi gel polimer, biasanya berdasarkan alginat. Bioprinters semasa, yang digunakan secara sporadis dalam praktiknya, menghasilkan titisan yang masing-masing mengandungi antara 10,000 dan 30,000 sel individu. Penyusunan sel-sel tunggal ini, berdasarkan faktor pertumbuhan yang sesuai, seharusnya bergabung untuk membentuk struktur tisu yang berfungsi. Bioprinters memerlukan kawalan suhu untuk pencetakan yang tepat. Pencetak bio semasa secara spasial sangat besar dan lebarnya beberapa meter, panjang dan tinggi. Komputer, biasanya terletak di luar pencetak, mengawal pelocok jarum suntik. Asasnya adalah data digital yang tersedia dari model 3D. Bioink didorong keluar dari lapan muncung semburan dan struktur yang dimaksudkan dibangun di atas platform.
Faedah perubatan dan kesihatan
Pada prinsipnya, pencetak bio diharapkan dapat digunakan di tiga bidang khususnya di masa depan: perubatan, industri makanan dan biologi sintetik. Dalam bidang perubatan, penggunaan bioprinters dapat dibayangkan dan dibayangkan dalam subbidang pembedahan terapi, pembedahan rekonstruktif, pendermaan organ, dan pemindahan. Terutama dalam kes organ oleh pencetak bio, satu kelebihan utama adalah jelas: padanan tepat dengan badan yang dimaksudkan pemindahan. Dengan cara ini, pencarian organ penderma yang sesuai dengan badan penerima, yang masih diperlukan, dapat dihentikan. Dalam pembedahan rekonstruktif, penyederhanaan dan penambahbaikan diharapkan. Di sini, prosedur dapat difahami di mana sel diambil dari pelbagai bahagian tubuh pesakit - seperti telinga, jari dan lutut. Sel-sel ini didarabkan di makmal. Biopolimer kemudiannya ditambah. Dari penggantungan seperti itu, bioprinter dapat, secara teori, membina cantuman. Ini kemudiannya ditanamkan pada pesakit. Sel-sel tubuh sendiri kemudian menurunkan biopolimer dari masa ke masa. Kelebihannya mungkin terletak pada kenyataan bahawa pemindahan tidak ditolak oleh badan. Tambahan pula, pemindahan seperti itu boleh dilakukan berkembang dengan badan. Sebab untuk sifat positif ini adalah bahawa implan dikaitkan dengan sistem kawalan pertumbuhan pesakit. Bidang penyelidikan penggunaan bio-implan dalam perubatan terus berkembang. Pada masa ini, pengeluaran cantuman dari rawan, seperti a hidung, sangat boleh difikirkan. Lebih kritikal ialah penghasilan organ tubuh. Secara khusus, bilangan kapilari yang diperlukan untuk membekalkan organ pada masa ini tidak dapat dibayangkan dengan ketepatan yang diperlukan. Masalah lain boleh timbul dari kenyataan bahawa dalam struktur kompleks seperti organ tubuh, sel yang berlainan mesti dikoordinasikan dan saling berkomunikasi untuk melakukan fungsi yang berbeza. Bioprinters juga dapat digunakan untuk menghasilkan daging dalam industri makanan. Syarikat pertama telah - menurut pernyataan mereka sendiri - telah berjaya mencetak produk tersebut. Ini dikatakan enak dan lebih murah daripada menyembelih. Namun, tidak ada daging yang dicetak dengan pencetakan bio saat ini dijual.
