Η προμήθεια ή η εξασφάλιση δειγμάτων ανθρώπινου ιστού για βιολογικές έρευνες δεν είναι πάντα εύκολη.
Παρότι οι επιστήμονες βρίσκουν ανθρώπινο δέρμα μέσω δωρεάς από ανθρώπους που έχουν κάνει κάποια χειρουργική επέμβαση, αυτό δεν αρκεί για τις έρευνες που γίνονται.
Το πρόβλημα δεν είναι μόνο ότι υπάρχει περιορισμένη προσφορά δειγμάτων ανθρώπινου ιστού. Υπάρχει επίσης περιορισμένη διαθεσιμότητα σε συγκεκριμένο μέγεθος και τύπο των δειγμάτων ιστού που απαιτούνται σε πολλές εργαστηριακές μελέτες που πραγματοποιούνται.
Γι′ αυτό μια ομάδα επιστημόνων του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ αποφάσισε να αντιμετωπίσει το πρόβλημα κατασκευάζοντας τον δικό της χαμηλού κόστους εκτυπωτή ικανό να παράγει δείγματα ανθρώπινου ιστού χρησιμοποιώντας ένα από τα πιο δημοφιλή παιχνίδια στον κόσμο, αναφέρει το Sciencealert.
Η εμφάνιση της τρισδιάστατης βιοεκτύπωσης έχει δώσει μια πιθανή λύση στη δυσκολία προμήθειας δειγμάτων ιστού. Αυτή η τεχνολογία περιλαμβάνει τη φόρτωση «βιο-μελάνης», που περιέχει ζωντανά κύτταρα, σε ένα φυσίγγιο.
Αυτό, με τη σειρά του, στη συνέχεια φορτώνεται στον βιοεκτυπωτή. Μόλις προγραμματιστεί, ο βιοεκτυπωτής εκτυπώνει τη βιομελάνη με κελιά για να σχηματίσει τρισδιάστατες δομές που στοχεύουν στην αναπαραγωγή του πολύπλοκου σχηματισμού βιολογικού ιστού.
Σε αντίθεση με τις δισδιάστατες κυτταροκαλλιέργειες που αναπτύσσονται σε πλάκες, στις οποίες οι περισσότεροι από εμάς εξακολουθούμε να βασιζόμαστε για μεγάλα τμήματα της έρευνάς μας, οι βιοεκτυπωτές επιτρέπουν στους επιστήμονες να αναπτύσσουν κύτταρα σε τρεις διαστάσεις. Και αυτό αντιγράφει καλύτερα την περίπλοκη αρχιτεκτονική της ανθρώπινης βιολογίας. Με άλλα λόγια, η τεχνολογία βιοεκτύπωσης επιτρέπει στους ερευνητές να κάνουν πιο συγκρίσιμα μοντέλα για τη μελέτη υγιών και νοσούντων ιστών.
Το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα μηχανήματα έχουν ένα εντυπωσιακά υψηλό κόστος περίπου δεκάδων, ακόμη και εκατοντάδων, χιλιάδων δολαρίων. Λίγες ερευνητικές ομάδες, συμπεριλαμβανομένης του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ, μπορούν να ζητήσουν αύξηση του προϋπολογισμού τους για να καλύψουν αυτού του είδους τις δαπάνες, ανεξάρτητα από το πόσο πρωτοποριακή υπόσχεται να είναι η τεχνολογία.
Αυτό ήταν που οδήγησε την ομάδα του Κάρντιφ να αναρωτηθούν αν θα μπορούσαν να φτιάξουν τον δικό τους προσιτό τρισδιάστατο βιοεκτυπωτή. Η απάντηση ήταν «ναι» και αποφάσισαν να το κάνουν χρησιμοποιώντας Lego.
Τα τουβλάκια της Lego είχε ήδη χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία παραδοσιακών τρισδιάστατων εκτυπωτών. Αλλά αυτό που παρέμενε αβέβαιο ήταν αν μπορούσαν να πάρουν τη βασική ιδέα ενός εκτυπωτή 3D Lego - ο οποίος εκτυπώνει συμπαγείς 3D δομές από πλαστικό - και έναν μηχανικό που θα μπορούσε να εκτυπώσει μαλακό βιολογικό υλικό.
Η έξοδος θα πρέπει να είναι ακριβής, αξιόπιστη και σταθερή για να είναι χρήσιμη στο εργαστήριό της ομάδας.
Μια διεπιστημονική ομάδα μηχανικών και βιολόγων του Πανεπιστημίου συνεργάστηκε για να σχεδιάσει, να κατασκευάσει και να προγραμματίσει τον βιοεκτυπωτή.
Ο βιοεκτυπωτής του Πανεπιστημίου, του οποίου η κατασκευή κόστισε 624 δολάρια, επιτυγχάνει το απαιτούμενο επίπεδο ακρίβειας για την παραγωγή ευαίσθητου βιολογικού υλικού. Ο τρόπος με τον οποίο το κάνει αυτό είναι εξαιρετικά απλός.
Ένα ακροφύσιο εκτοξεύει μια ουσία που μοιάζει με γέλη, η οποία είναι γεμάτη κύτταρα, σε ένα πιάτο. Στην καρδιά της συσκευής βρίσκεται ένας μίνι υπολογιστής Lego Mindstorms. Αυτή η συσκευή μετακινεί το πιάτο προς τα πίσω και προς τα εμπρός και από τη μία πλευρά στην άλλη, ενώ μετακινεί το ακροφύσιο πάνω-κάτω μηχανικά καθώς εξωθεί το τζελ γεμάτο κύτταρα.
Αυτές οι προγραμματιζόμενες κινήσεις δημιουργούν στρώματα των κυττάρων για να αναπαράγουν την τρισδιάστατη δομή του ανθρώπινου ιστού, στρώμα προς στρώμα.
Ο βιοεκτυπωτής μπορεί επίσης να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας διαφορετικούς τύπους ακροφυσίων για την εκτύπωση διαφορετικών τύπων κυττάρων, δημιουργώντας μια ποικιλία πολυπλοκοτήτων στα δείγματα ιστών.
