Se pueden producir jaulas microscópicamente pequeñas en TU Wien Viena. Sus aberturas de rejilla tienen un tamaño de unos pocos micrómetros, lo que las hace ideales para sostener células y permitir que el tejido vivo crezca en una forma muy específica. Este nuevo campo de investigación esllamado " Biofabricación . "
En colaboración con la Universidad de Stanford, las células nerviosas ahora se han introducido en estructuras de jaulas esféricas utilizando tecnología de bioimpresión acústica, de modo que el tejido nervioso multicelular puede desarrollarse allí. Incluso es posible crear conexiones nerviosas entre las diferentes jaulas. Para controlar el nerviocélulas, se utilizaron ondas de sonido como pinzas acústicas.
Jaulas en forma de fútbol
"Si presenta células vivas con un determinado marco, puede influir fuertemente en su comportamiento", explica el profesor Aleksandr Ovsianikov, jefe del grupo de investigación de impresión 3D y biofabricación en el Instituto de Ciencia de Materiales y Tecnología de Materiales en TU Wien."La impresión 3D permite la producción de estructuras de andamios de alta precisión, que luego pueden colonizarse con células para estudiar cómo crece el tejido vivo y cómo reacciona".
Para hacer crecer un gran número de células nerviosas en un espacio pequeño, el equipo de investigación decidió utilizar las llamadas "buckyballs", formas geométricas hechas de pentágonos y hexágonos que se asemejan a una pelota de fútbol microscópica.
"Las aberturas de las buckyballs son lo suficientemente grandes como para permitir que las células migren a la jaula, pero cuando las células se unen, ya no pueden salir de la jaula", explica el Dr. Wolfgang Steiger, quien trabajó en la impresión 3D de alta precisión paraaplicaciones de biofabricación como parte de su disertación.
Las pequeñas jaulas de buckyball se fabricaron utilizando un proceso conocido como polimerización de dos fotones: se utiliza un rayo láser enfocado para iniciar un proceso químico en puntos específicos de un líquido, lo que hace que el material se endurezca precisamente en estos puntos.punto focal del rayo láser a través del líquido de manera bien controlada, se pueden producir objetos tridimensionales con una precisión extremadamente alta.
Ondas acústicas como pinzas
No solo crear buckyballs, sino también ensamblar células en estas bolas a través de aberturas de microescala es muy desafiante. Una innovadora tecnología de bioimpresión acústica tridimensional desarrollada en la Escuela de Medicina de Stanford, abordó con éxito este desafío. El Prof. Utkan Demirci codirigeEl Centro Canario de Stanford para la Detección Temprana del Cáncer y su grupo de investigación, es decir, el MEMS de Biosensing y Acústica en Medicina BAMM Lab utiliza ondas acústicas en aplicaciones biomédicas desde la detección de biomarcadores de cáncer hasta la bioimpresión de modelos de tejido tridimensionales hasta la detección.
"Generamos oscilaciones acústicas en la solución en la que se encuentran las células. Las células siguen las ondas de sonido como las ratas siguen al Flautista de Hamelín como en la leyenda. En el proceso, los nodos de oscilación se forman en ciertos puntos, de forma similar auna cuerda vibrante ", dice el profesor Demirci. En estos puntos nodales, el líquido es relativamente estático. Si las células se encuentran en estos puntos, permanecen allí; en todas partes se alejan por la onda acústica. Por lo tanto, las células se mueven hacia ellugares donde no se giran, y ahí es donde se colocaron las buckyballs. La onda de sonido se puede usar de una manera muy bien controlada, casi como pinzas, para dirigir las células a la ubicación deseada.
"Las ondas acústicas nos permitieron llenar las estructuras del andamio mucho más densa y eficientemente de lo que hubiera sido posible con los métodos convencionales de colonización celular", informa Tanchen Ren, PhD, del grupo de investigación del profesor Demirci.
Una vez que las buckyballs se habían colonizado con éxito con las células nerviosas de esta manera, formaron conexiones con las neuronas de las buckyballs vecinas. "Aquí vemos un enorme potencial para utilizar la impresión 3D para crear y estudiar redes neuronales de manera dirigida", dice Aleksandr Ovsianikov"De esta manera, se pueden investigar importantes cuestiones biológicas a las cuales de otra manera no se tendría acceso experimental directo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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