Zamislite budućnost u kojoj se povrede brže zacjeljuju, bolesti se efikasnije liječe, a meso uzgojeno u laboratoriji postaje stvarnost. Ta budućnost je korak bliže zahvaljujući inovativnom radu dr. Hao Liua sa Švicarskog federalnog instituta za tehnologiju u Cirihu. Liu koristi lasersku tehnologiju za stvaranje složenih mikroskopskih struktura koje oponašaju prirodnu arhitekturu ljudskog tkiva.
Pratite naš kanal za najnovije vijesti Google News online ili putem aplikacije.
Ove strukture, napravljene od posebne vrste želatina, služe kao okvir za rast ćelija. Pažljivom kontrolom lasera, Liu i njegov tim mogu stvoriti visoko poravnate mikrofilamente (proteinske niti). Niti reproduciraju tačnu strukturu tkiva kao što su mišići, tetive i nervi. Za to su istraživači kreirali kompaktni bioprinter za razvoj bioloških tkiva sa mikrofilamentnom strukturom. Trenutno radi na izvođenju ove tehnologije na tržište. "Naš cilj je da stvorimo modele ljudskog tkiva za visokopropusni skrining lijekova i druge primjene", rekao je Liu.
Ljudsko tijelo se sastoji od različitih tkiva, od kojih svako ima specifičnu strukturu i funkciju. Ova tkiva, kao što su mišići, tetive, vezivno tkivo i nervno tkivo, imaju organizovanu ćelijsku strukturu. Ova organizacija je ključna za njihovo pravilno funkcionisanje. Za reprodukciju prirodnih struktura tkiva u laboratoriji, istraživači kreiraju 3D skele koristeći bioprintere. Ove skele služe kao šablon za rast ćelija, što rezultira savršeno strukturiranim tkivom.
Projektovana tkiva mogu se koristiti u različite svrhe, uključujući hirurške zamjene, medicinska istraživanja i proizvodnju hrane. Zanimljivo je da mogu regenerirati oštećene živce, modelirati bolesti za testiranje lijekova i proizvoditi meso uzgojeno u laboratoriji. U ovom radu, Liu je prvo štampao okvire tkiva, a zatim je koristio novu metodu za stvaranje visoko poravnatih tankih filamenata. Koristio je želatinu osjetljivu na svjetlost, koja pod utjecajem laserskog zračenja prelazi iz tekućeg u čvrsto stanje. „Tamo gdje na njega djelujemo laserom, on se stvrdne, pretvarajući se u hidrogel. Gdje god laser ne može doći, želatin ostaje tečan”, rekao je Liu.
Uspješno je stvorio mikrofilamente u hidrogelu koji su po veličini usporedivi s vlaknastim komponentama koje se nalaze u prirodnim tkivima. Zatim je uzgajao ćelije na ovoj skeli kako bi stvorio usklađene strukture tkiva.
3D bioprinter sa filamentiranom svjetlošću (FLight) koristi jedinstveni optički fenomen za stvaranje visoko poravnatih struktura mikrofilamenata u matrici hidrogela. Laserski snopovi imaju neujednačen intenzitet svjetlosti, sa područjima visoke i niske energije.
Kada je materijal osjetljiv na svjetlost izložen takvom snopu, on se neravnomjerno učvršćuje, formirajući paralelne strukture nalik na niti s razmacima nalik na kanale između njih. Ove strukture, prečnika od 2 do 20 mikrometara, oponašaju prirodni raspored mnogih tjelesnih tkiva. Kada se ćelije uvedu u ove skele, one rastu duž kanala, što rezultira usklađenim tkivnim konstruktima.
„Optički fenomen koji stvara filamentarne mikrostrukture u gelu odavno je poznat fizičarima i materijalnim naučnicima. Ali to još nije korišćeno u biologiji, mi smo prvi“, rekao je Liu. Koristeći ovu metodu štampanja, tim je stvorio strukture tkiva slične mišićima, tetivama, nervima i hrskavici. Ovu tehnologiju je patentirao Švicarski tehnički univerzitet u Cirihu.
Ukoliko ste zainteresovani za članke i vesti o vazduhoplovnoj i svemirskoj tehnologiji, pozivamo vas na naš novi projekat AERONAUT.media.
Pročitajte također: