Новейшая технология, основанная на Xolography, демонстрирует потенциал формирования трехмерных органических структур с живыми клетками посредством пересекающихся лучей света, которые инициируют затвердевание фотореактивной жидкости в сложные 3D-модели.
Изначально метод применяли для производства стоматологических изделий и для изготовления компонентов для космических аппаратов. Разработанный немецким химиком Стефаном Хехтом и физиком Мартином Регели, а затем исследованный их компанией Xolo, Xolography уже несколько лет назад предвещала возможность создания сложных биоструктур для медицины.
Исследователи из Eindhoven University of Technology (TU/e) во главе с Мигелем Диасом Кастильо и доктором Леной Стёекер адаптировали технологию для печати живых клеточных конструкций. Группа биоматериаловедения и биофабрикации стремится воспроизвести естественную клеточную среду, создавая шаблоны для будущих органов, таких как почки и искусственные мышцы, с перспективой последующего применения в создании полноценного сердца.
Прототип устройства выполнен в виде портативного 3D-принтера размером с чемодан, заключённого в ярко-оранжевый акриловый корпус, позволяющий видеть внутренние компоненты – провода, проекторы, медные катушки и цифровые дисплеи. Сердцем конструкции является мини-кувета с фотореактивной жидкостью, которая под действием пересекающихся лучей света превращается в твердую структуру, позволяя за менее чем минуту «напечатать» объект, сравнимый по размерам с небольшой жевательной конфетой.
Технология позволяет достигать разрешения печати до 20 мкм, что соответствует размеру человеческой клетки. Гидрогелевые каркасы с порами от 100 мкм до 1 мм обеспечивают равномерное распределение питательных веществ при культивировании клеток. Специалисты, в тесном сотрудничестве с промышленными партнёрами, адаптировали изначально небиосовместимую фотополимерную систему для безопасного применения в тканевой инженерии.
Разработка 3D-печатных тканей сопряжена с задачами воспроизведения естественного клеточного окружения, повышения скорости производства и создания неоднородных механических свойств в единой матрице. Мигель Диас Кастильо отмечает: «на данный момент данная технология остаётся пока исключительно спекулятивной», однако текущие исследования представляют важный первый шаг для дальнейших достижений в области регенеративной медицины.
Регулировка интенсивности проецируемого света позволяет точно контролировать механические свойства распечатываемых структур, выделяя области с различной жесткостью и гибкостью, что приближает их к натуральным тканям. Внедрение термочувствительных гидрогелей открывает возможности для 4D-печати, когда в качестве четвертого измерения становится время. «Моя мечта для Xolography — развиться в технологию, способную создавать модели тканей и органов для изучения заболеваний и разработки методов лечения», – заявляет Лена Стёекер.
Публикация результатов в журнале Advanced Materials стала значимым этапом, подчёркивающим прогресс в области световой 3D-печати клеточных гидрогелевых материалов с программируемыми механическими свойствами. Полученные данные открывают перспективу для совершенствования in vitro моделей, ремонта тканей и, в далёкой перспективе, создания печатных органов для улучшения качества жизни людей.
Изображение носит иллюстративный характер
Изначально метод применяли для производства стоматологических изделий и для изготовления компонентов для космических аппаратов. Разработанный немецким химиком Стефаном Хехтом и физиком Мартином Регели, а затем исследованный их компанией Xolo, Xolography уже несколько лет назад предвещала возможность создания сложных биоструктур для медицины.
Исследователи из Eindhoven University of Technology (TU/e) во главе с Мигелем Диасом Кастильо и доктором Леной Стёекер адаптировали технологию для печати живых клеточных конструкций. Группа биоматериаловедения и биофабрикации стремится воспроизвести естественную клеточную среду, создавая шаблоны для будущих органов, таких как почки и искусственные мышцы, с перспективой последующего применения в создании полноценного сердца.
Прототип устройства выполнен в виде портативного 3D-принтера размером с чемодан, заключённого в ярко-оранжевый акриловый корпус, позволяющий видеть внутренние компоненты – провода, проекторы, медные катушки и цифровые дисплеи. Сердцем конструкции является мини-кувета с фотореактивной жидкостью, которая под действием пересекающихся лучей света превращается в твердую структуру, позволяя за менее чем минуту «напечатать» объект, сравнимый по размерам с небольшой жевательной конфетой.
Технология позволяет достигать разрешения печати до 20 мкм, что соответствует размеру человеческой клетки. Гидрогелевые каркасы с порами от 100 мкм до 1 мм обеспечивают равномерное распределение питательных веществ при культивировании клеток. Специалисты, в тесном сотрудничестве с промышленными партнёрами, адаптировали изначально небиосовместимую фотополимерную систему для безопасного применения в тканевой инженерии.
Разработка 3D-печатных тканей сопряжена с задачами воспроизведения естественного клеточного окружения, повышения скорости производства и создания неоднородных механических свойств в единой матрице. Мигель Диас Кастильо отмечает: «на данный момент данная технология остаётся пока исключительно спекулятивной», однако текущие исследования представляют важный первый шаг для дальнейших достижений в области регенеративной медицины.
Регулировка интенсивности проецируемого света позволяет точно контролировать механические свойства распечатываемых структур, выделяя области с различной жесткостью и гибкостью, что приближает их к натуральным тканям. Внедрение термочувствительных гидрогелей открывает возможности для 4D-печати, когда в качестве четвертого измерения становится время. «Моя мечта для Xolography — развиться в технологию, способную создавать модели тканей и органов для изучения заболеваний и разработки методов лечения», – заявляет Лена Стёекер.
Публикация результатов в журнале Advanced Materials стала значимым этапом, подчёркивающим прогресс в области световой 3D-печати клеточных гидрогелевых материалов с программируемыми механическими свойствами. Полученные данные открывают перспективу для совершенствования in vitro моделей, ремонта тканей и, в далёкой перспективе, создания печатных органов для улучшения качества жизни людей.
