Un nuevo método de bioimpresión utiliza la aspiración de pequeños productos biológicos como esferoides, células y hebras de tejidos, para colocarlos con precisión en patrones 3D, ya sea en andamios o sin crear tejidos artificiales con propiedades naturales, según los investigadores de Penn State.
"Los esferoides tisulares se han utilizado cada vez más como bloques de construcción para la fabricación de tejidos, pero su bioimpresión precisa ha sido una limitación importante", dijo Ibrahim T. Ozbolat, profesor asociado de desarrollo de carrera profesional de Hartz Family of Engineering Science and Mechanics. "Además,estos esferoides se han bioimprimido principalmente de forma libre de andamios y no se pueden aplicar para la fabricación con un andamio ".
El uso de andamios es necesario para muchas aplicaciones en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos y también en la fabricación de sistemas microfisiológicos para el modelado de enfermedades o la detección de drogas.
Ozbolat y su equipo utilizaron la bioimpresión asistida por aspiración junto con la impresión convencional de microválvulas para crear tejidos homogéneos y tejidos que contienen una variedad de células.
La bioimpresión asistida por aspiración utiliza el poder de la succión para mover pequeños esferoides microscópicos. Del mismo modo que uno podría recoger un guisante colocando una pajita y chupando la pajita, la bioimpresión asistida por aspiración recoge el esferoide tisular, sostiene elsucción en el esferoide hasta que se coloca exactamente en la ubicación correcta y luego lo libera. Los investigadores informan sobre su trabajo de ingeniería de tejidos hoy en día Avances científicos .
"Por supuesto, tenemos que aspirar suavemente los esferoides de acuerdo con sus propiedades viscoelásticas para que no se produzca daño al transferir los esferoides al sustrato de gel", dijo Ozbolat. "Los esferoides deben estar estructuralmente intactos y biológicamente viables".
Al controlar la ubicación exacta y el tipo de esferoide, los investigadores han podido crear muestras de tejidos heterocelulares, aquellos que contienen diferentes tipos de células.
"Demostramos por primera vez que al controlar la ubicación y la distancia entre los esferoides podemos mediar el brote capilar colectivo", dijo Ozbolat.
Los investigadores pudieron crear una matriz de esferoides con brote capilar en las direcciones deseadas. Los capilares son necesarios para la creación de tejidos que pueden crecer y seguir viviendo. Son un medio de suministrar oxígeno y nutrientes a las células, sin los cuales, las células morirán. Sin capilares, solo las células más externas recibirán oxígeno y nutrientes.
La colocación precisa de esferoides también permite la creación de tejidos heterocelulares como el hueso. Al comenzar con las células madre mesenquimales humanas, los investigadores descubrieron que las células diferenciaban y autoensamblaban el tejido óseo.
La capacidad de producir tejidos vivos artificiales es valiosa en áreas fuera de la medicina regenerativa. Con frecuencia, las muestras de tejido son necesarias para analizar medicamentos o detectar otros productos químicos. La producción de tejidos específicos para cada propósito podría ayudar en estos esfuerzos.
Los investigadores sugieren que este método puede ser rentable porque el equipo requiere menos de $ 1,000 y es fácil de usar. Informan que el sistema "puede ser útil en una amplia variedad de aplicaciones, incluidas, entre otras, las de órganosdispositivos con chip a, dispositivos para pruebas de drogas, microfluídicos, modelos de enfermedades humanas in vitro, ingeniería de organoides, biofabricación e ingeniería de tejidos, biocomputación y biofísica ".
Observan que el sistema aún necesita mejoras para imprimir esferoides en alto rendimiento para crear tejidos más grandes en menos tiempo.
También puede haber otros usos listos para usar para este sistema. Ozbolat sugiere que la bioimpresión de los electrocitos de anguila eléctricos que producen una corriente eléctrica podría generar baterías vivas en el futuro.
También están trabajando en este proyecto de Penn State Bugra Ayan, estudiante de posgrado; Dong Nyoung Heo, becario posdoctoral reciente: Zhifeng Zhang y Adomas Povilanskas, ex estudiantes de posgrado; y Corina Drapaca, profesora asociada; todo en ciencias de la ingeniería y mecánica, yMadhuri Dey, estudiante de posgrado en química.
La National Science Foundation, los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto de Investigación de Materiales de Penn State apoyaron este trabajo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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