3D bioprinting je technologie pro vytváření trojrozměrných modelů na bázi buněk pomocí 3D tisku , která zachovává funkce a životaschopnost buněk [1] . První patent související s touto technologií byl podán v USA v roce 2003 a přijat v roce 2006 [2] .
Technologie 3D biotisku pro výrobu biologických struktur zpravidla zahrnuje umisťování buněk na biokompatibilní bázi metodou vrstva po vrstvě pro generování trojrozměrných struktur biologických tkání. Vzhledem k tomu, že tkáně v těle jsou tvořeny různými typy buněk, technologie 3D biotisku se také výrazně liší ve schopnosti zajistit stabilitu a životaschopnost buněk. Některé z technik, které se používají při 3D biotisku, jsou fotolitografie , magnetický biotisk, stereolitografie a přímé vytlačování buněk . Buněčný materiál vyrobený na biotiskárně se přenese do inkubátoru, kde podstoupí další kultivaci.
Organizace Organovo se sídlem v San Diegu byla podle odborných odhadů první společností, která komercializovala technologii 3D biotisku . [3] Společnost používá 3D biotiskárny NovoGen MMX Bioprinter. [4] 3D tiskárny používané společností Organovo jsou určeny k výrobě kůže , srdce , cév a dalších tkání, které mohou být vhodné pro chirurgii a transplantaci .
Výzkumný tým ze Swansea University ve Velké Británii používá technologie 3D biotisku k výrobě měkkých tkání a umělých kostí pro možné použití v rekonstrukční chirurgii. [5]
Jedna z nejúžasnějších demonstrací technologie 3D biotisku se odehrála v roce 2011, kdy na konferenci TED -2011 speciální 3D tiskárna vytiskla maketu lidské ledviny přímo během projevu amerického chirurga a bioinženýra Anthonyho Ataly . [6]
V roce 2017 byly v Číně transplantovány 3D tištěné uši dětem s vrozenou ušní vadou. [7]
V oblasti gastronomie v Rusku využívali technologie 3D biotiskáren šéfkuchaři Anatolij a Ivan Berezutskij. [osm]
Rozvoj technologie 3D biotisku hraje důležitou roli při pěstování orgánů a vývoji inovativních materiálů, především biomateriálů — materiálů připravených a používaných pro tisk trojrozměrných objektů. Tkáně, léky (v budoucnu - celé orgány), vyrobené pomocí 3D biotisku, budou v budoucnu moci fungovat jako náhrada za "přirozené" lidské orgány, v některých případech s vlastnostmi, které jsou lepší než přirozené orgány . Například výroba kyseliny alginové , v současné době extrahovaná z červených řas a v některých případech lepší[ co? ] parametry přirozeného „materiálu“ lidského těla [9] , a výroba syntetických hydrogelů včetně gelů na bázi polyethylenglykolu [10] .
V Rusku oznámila soukromá laboratoř pracující v oblasti 3D biotisku orgánů 3D Bioprinting Solutions výsledky experimentu na transplantaci myšího orgánového konstruktu štítné žlázy vytištěného pomocí ruské biotiskárny FABION . Během několika příštích měsíců „konstrukty zakořenily a prokázaly svou životaschopnost“ [11] . A v prosinci 2018 se ruským specialistům podařilo získat první výsledky experimentu s tiskem orgánů na ISS: biotiskárna vytiskla konstrukci myší štítné žlázy a tkáň lidské chrupavky v nulové gravitaci [12] [13] .
| Technologie 3D tisku | |
|---|---|
| fotopolymerizace |
|
| Inkoustové |
|
| Inkoust s použitím lepidel | tisk |
| vytlačování | |
| Prášková technologie |
|
| laminace |
|
| Laserové technologie |
|
| Konstrukce pomocí aditivních technologií |
|
| související témata |
|
| Tiskárna a skener | |||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||