Bioprinting er en additiv fremstillingsproces i lighed med 3D-printing – den bruger en digital fil som et blueprint til at printe et objekt lag for lag. Men i modsætning til 3D-printning printer bioprintere med celler og biomaterialer og skaber organlignende strukturer, som lader levende celler formere sig. Bioprinting er en ret ny teknologi, og den har et enormt potentiale til gavn for industrier som medicin og kosmetik.
Der er tre grundlæggende trin i bioprintingprocessen:
1. Præ-bioprinting. Dette indebærer oprettelse af en digital fil, som printeren kan læse. I dag er disse filer ofte baseret på CT- og MRI-scanninger. Forskerne forbereder celler og blander dem med deres bioink, idet de bruger et system til billeddannelse af levende celler for at sikre, at der er nok celler til at udskrive en vævsmodel med succes.
2.Bioprinting. Forskerne fylder den cellefyldte bioblæk i en patron og vælger et eller flere printhoveder, afhængigt af den struktur, de forsøger at opbygge. Udviklingen af forskellige typer væv kræver, at forskerne anvender forskellige typer celler, bioinks og udstyr.
3.Post-bioprinting. De fleste strukturer tværbindes for at blive fuldt stabile. Krydsforbindingen sker normalt ved at behandle konstruktionen med enten ionisk opløsning eller UV-lys – konstruktionens sammensætning hjælper forskerne med at bestemme, hvilken form for krydsforbindelse der skal anvendes. Derefter anbringes de cellefyldte konstruktioner i en inkubator til dyrkning.
Hvad er anvendelsesmulighederne for bioprinting?
De nuværende bioprinting-teknologier er stadig nye for mange forskere. Efterhånden som forskerne på området fortsætter med at gøre opdagelser, kan bioprinting få stor betydning for en række anvendelsesområder.
– Udvikling af lægemidler. Mange af de nuværende undersøgelser er afhængige af levende forsøgspersoner – en ubekvem og dyr metode for både akademiske og kommercielle organisationer. Bioprintede væv kan i stedet anvendes i de tidlige faser, hvilket giver en mere etisk og omkostningseffektiv løsning. Ved at anvende bioprinted væv kan forskerne hjælpe med at bestemme en lægemiddelkandidats effektivitet hurtigere, hvilket giver dem mulighed for at spare penge og tid.
– Kunstige organer. Listen over organdonationer er så lang, at patienterne venter i årevis, før de får den hjælp, de har brug for. Hvis man kan bioprintes organer, kan det hjælpe klinikere med at holde trit med patienterne eller helt fjerne listen. Selv om denne løsning er langt ude i fremtiden, er det en af de mest betydningsfulde muligheder på området.
– Sårheling. Der findes i dag en masse vævsspecifikke bioinks, som gør det muligt for forskere at arbejde med kunstige hudceller, neuroner, hepatocytter og meget mere. En dag vil klinikere kunne bruge disse modeller til terapeutiske procedurer som hudtransplantationer, knoglebandager til kampsår eller endda plastikkirurgi.