Bioprinting är en additiv tillverkningsprocess som liknar 3D-utskrift – man använder en digital fil som en ritning för att skriva ut ett objekt lager för lager. Men till skillnad från 3D-utskrift skriver bioprinters ut med celler och biomaterial och skapar organliknande strukturer som låter levande celler föröka sig. Bioprinting är en ganska ny teknik, och den har en enorm potential att gynna industrier som medicin och kosmetika.

Det finns tre grundläggande steg i bioprintingprocessen:

1. Pre-bioprinting. Detta innebär att man skapar en digital fil som skrivaren kan läsa. I dag är dessa filer ofta baserade på CT- och MRT-skanningar. Forskarna förbereder cellerna och blandar dem med sin bioink, med hjälp av ett system för avbildning av levande celler för att se till att det finns tillräckligt med celler för att skriva ut en vävnadsmodell på ett framgångsrikt sätt.

2.Bioprinting. Forskarna laddar den cellfyllda biolocken i en patron och väljer ett eller flera skrivarhuvuden, beroende på vilken struktur de försöker bygga upp. För att utveckla olika typer av vävnad krävs att forskarna använder olika typer av celler, biobränslen och utrustning.

3.Post-bioprinting. De flesta strukturer tvärbinds för att bli helt stabila. Tvärbindning sker vanligtvis genom att konstruktionen behandlas med antingen jonisk lösning eller UV-ljus – konstruktionens sammansättning hjälper forskarna att avgöra vilken typ av tvärbindning som ska användas. Därefter placeras de cellfyllda konstruktionerna i en inkubator för odling.

Vilka tillämpningar finns för bioprinting?

Dagens bioprintingteknik är fortfarande ny för många forskare. I takt med att forskarna på området fortsätter att göra upptäckter kan bioprinting få en enorm inverkan på en rad tillämpningsområden.

– Utveckling av läkemedel. Många av dagens studier bygger på levande försökspersoner – en obekväm och dyr metod för både akademiska och kommersiella organisationer. Bioprintade vävnader kan istället användas under de tidiga stadierna, vilket ger en mer etisk och kostnadseffektiv lösning. Genom att använda bioprintad vävnad kan forskarna hjälpa dem att fastställa en läkemedelskandidats effektivitet tidigare, vilket gör att de kan spara pengar och tid.

– Konstgjorda organ. Listan över organdonationer är så lång att patienterna väntar i åratal innan de får den hjälp de behöver. Att kunna bioprinta organ skulle kunna hjälpa kliniker att hålla jämna steg med patienterna eller eliminera listan helt och hållet. Även om den här lösningen ligger långt fram i tiden är den en av de mest betydelsefulla möjligheterna på området.

– Sårläkning. Många vävnadsspecifika bioinkar finns tillgängliga idag, vilket gör det möjligt för forskare att arbeta med konstgjorda hudceller, neuroner, hepatocyter med mera. En dag skulle kliniker kunna använda dessa modeller för terapeutiska förfaranden som hudtransplantat, benförband för stridssår eller till och med plastikkirurgi.