A bioprinting a 3D nyomtatáshoz hasonló additív gyártási folyamat – egy digitális fájlt használ tervrajzként a tárgy rétegenkénti nyomtatásához. A 3D nyomtatással ellentétben azonban a bioprinterek sejtekkel és bioanyagokkal nyomtatnak, olyan szervszerű struktúrákat hozva létre, amelyekben az élő sejtek szaporodhatnak. A bioprintelés meglehetősen új technológia, és hatalmas lehetőségeket rejt magában az olyan iparágak számára, mint az orvostudomány és a kozmetika.

A bioprintelési folyamatnak három alapvető lépése van:

1. Bioprintelést megelőzően. Ez magában foglalja egy digitális fájl létrehozását a nyomtató számára. Manapság ezek a fájlok gyakran CT- és MRI-vizsgálatokon alapulnak. A kutatók előkészítik a sejteket, és összekeverik őket a biofestékkel, élősejtes képalkotó rendszer segítségével biztosítják, hogy elegendő sejt van a szövetmodell sikeres nyomtatásához.

2. Bioprintelés. A kutatók betöltik a sejtekkel teli biofestéket egy patronba, és kiválasztanak egy vagy több nyomtatófejet, attól függően, hogy milyen struktúrát szeretnének létrehozni. A különböző típusú szövetek kifejlesztéséhez a kutatóknak különböző típusú sejteket, bioinkeket és berendezéseket kell használniuk.

3.Bioprintelés utáni nyomtatás. A legtöbb struktúrát térhálósítják, hogy teljesen stabil legyen. A térhálósítás általában a konstrukció ionos oldattal vagy UV-fénnyel történő kezelésével történik – a konstrukció összetétele segít a kutatóknak meghatározni, hogy milyen térhálósítást kell alkalmazni. Ezután a sejtekkel töltött konstrukciókat egy inkubátorba helyezik a tenyésztéshez.

Melyek a bioprinting alkalmazásai?

A mai bioprinting technológiák még sok kutató számára újak. Ahogy a területen dolgozó tudósok folytatják a felfedezéseket, a bioprintingnek hatalmas hatása lehet számos alkalmazási területre.

– Gyógyszerfejlesztés. A mai vizsgálatok nagy része élő alanyokra támaszkodik – ez kényelmetlen és költséges módszer mind a tudományos, mind a kereskedelmi szervezetek számára. A korai szakaszokban ehelyett bioprintelt szöveteket lehet használni, ami etikusabb és költséghatékonyabb megoldást jelent. A bioprintelt szövetek használatával a kutatók hamarabb meghatározhatják egy gyógyszerjelölt hatékonyságát, így pénzt és időt takaríthatnak meg.

– Mesterséges szervek. A szervadományozási lista olyan hosszú, hogy a betegek évekig várnak arra, hogy megkapják a szükséges segítséget. Ha képesek lennénk a szervek bioprintelésére, az segítene a klinikusoknak, hogy lépést tartsanak a betegekkel, vagy teljesen eltörölhetnék a listát. Bár ez a megoldás még messze van, ez az egyik legnagyobb hatású lehetőség a területen.

– Sebgyógyítás. Számos szövetspecifikus bioink ma már elérhető, lehetővé téve a kutatók számára, hogy mesterséges bőrsejtekkel, neuronokkal, hepatocitákkal és egyebekkel dolgozzanak. Egy nap a klinikusok ezeket a modelleket olyan terápiás eljárásokhoz használhatják, mint a bőrátültetés, a harci sebek csontkötése vagy akár a plasztikai sebészet.