Биопринтерите са специален тип 3D принтери. Въз основа на компютърно контролирано тъканно инженерство, те могат да произвеждат тъкани или биочипове. В бъдеще трябва да е възможно да се произвеждат органи и изкуствени живи същества с тяхна помощ.
Какво е биопринтер?
Биопринтерите са специален тип 3D принтери. Биопринтерите са технически устройства за отпечатване на биологични тъкани и органи в три измерения чрез прехвърлянето им в живи клетки. Тази област на 3D печат все още е на експериментален етап и се изследва главно в научни изследвания в университетите. Целта е да се създаде възможност за производство на функционални заместващи тъкани и органи, които могат да се използват при медицинско лечение. Думата за активност към bioprinter се нарича bioprinting. Биопечатът започва с основния състав на прицелната тъкан или орган. Биопринтерът се използва изключително в лабораторна среда. Специалният 3D принтер съхранява и формира тънки слоеве клетки чрез печат глава като резултат. За да направите това, глава на биопринтера се движи наляво, надясно, нагоре или надолу. Биопринтерите използват био мастило или протоколи за биообработка за изграждане на органични материали. Това са биополимери с клетки от живи организми и хидрогелове, съдържащи до 90% вода. Свойството на потока трябва да бъде точно изчислено. От една страна, маса трябва да е достатъчно течен, така че иглите на спринцовките да не се запушват, а от друга страна, трябва да е достатъчно твърд, така че структурата на мишената да е трайна. Други приложения за биопечат включват трансплантация, хирургически притежава, тъканно инженерство и реконструктивна хирургия.
Форми, видове и видове
В момента биопринтерите се използват много спорадично в търговския сектор. Тъй като биопечатът е в етап на развитие, зрелите видове или типове биопринтери в момента не са проверени. По принцип обаче всеки 3D принтер може да се използва за биопечат. За да направите това, често използваният PVC прах трябва да бъдат заменени с подходящи клетки. Тестват се и процеси, с които е възможно да се разработят биопринтери от нормални мастилено-струйни принтери. Към биомастилото трябва да се поставят високи изисквания. Например всяко вещество, което ще се използва за клинични цели, трябва да отговаря на строги международни спецификации. Преди да бъдат използвани при биопечат, такива вещества трябва да бъдат подложени на години на изпитване.
Структура и режим на работа
Начинът, по който работи биопринтерът, е много подобен на принципа на работа на обикновен 3D принтер. Формите се изграждат с помощта на екструдер. Въпреки това, няма PVC прах се използва, както е при конвенционалните 3D принтери, но полимерен гел, обикновено на базата на алгинат. Настоящите биопринтери, които се използват спорадично на практика, произвеждат капчици, всяка от които съдържа между 10,000 30,000 и 3 XNUMX отделни клетки. Организацията на тези единични клетки, базирана на подходящи растежни фактори, трябва да се обедини, за да образува функционални тъканни структури. Биопринтерите изискват контрол на температурата за точен печат. Текущите биопринтери са пространствено много големи и могат да бъдат няколко метра в ширина, дължина и височина. Компютър, обикновено разположен извън принтера, управлява буталата на спринцовката. Основата за това са цифрово достъпните данни на XNUMXD модел. Bioink се изтласква от до осем дюзи за пръскане и предвидената конструкция е изградена на платформа.
Медицински и здравни ползи
По принцип се очаква биопринтерите да се използват в три области, особено в бъдеще: медицина, хранително-вкусова промишленост и синтетична биология. В медицината използването на биопринтери е възможно и се предвижда в хирургичните подполета притежава, реконструктивна хирургия, донорство на органи и трансплантация. Особено в случая на органи от биопринтери, едно голямо предимство е очевидно: точното съвпадение с тялото, за което е предназначено трансплантация. По този начин търсенето на подходящ донорен орган, който съответства на приемащия орган, което в момента все още е необходимо, може да бъде прекратено. В реконструктивната хирургия се очакват опростяване и подобрение. Тук са възможни процедури, при които се вземат клетки от различни части на тялото на пациента - като уши, пръсти и колене. Тези клетки се размножават в лаборатория. След това се добавя биополимер. От такова окачване биопринтерът може на теория да изгради присадка. След това се имплантира на пациента. След това собствените клетки на тялото разграждат биополимера с течение на времето. Предимството може да се крие по-специално във факта, че трансплантацията не се отхвърля от тялото. Освен това такава трансплантация би могла растат с тялото. Причината за това положително свойство е, че имплантът е свързан със системата за контрол на растежа на пациента. Областта на изследване на използването на био-импланти в медицината продължава да растат. В момента производството на присадки от хрущял, като например a нос, е много мислимо. По-критично е производството на телесни органи. По-специално, броят на капилярите, необходими за захранване на органите, понастоящем не е възможен с необходимата точност. Друг проблем може да възникне от факта, че в такива сложни структури като телесни органи, различните клетки трябва да бъдат координирани и да комуникират помежду си, за да изпълняват различни функции. Биопринтерите могат да се използват и за производство на месо в хранителната промишленост. Първите компании - според собствените си изявления - вече успешно са отпечатали такива продукти. Твърди се, че те са едновременно вкусни и по-евтини от клането. Понастоящем обаче не се продава месо, отпечатано чрез биопечат.
