A 3D bioprintelés során az orvosbiológiai eszközöket úgynevezett biofestékből állítják elő, hogy természetes szövetszerű struktúrákat hozzanak létre, élő szervek felületén. A műtéteket beprogramozott robotkar segítségével végzik.
A bionyomtatást eddig elsősorban kutatási célokra: például szövetszerkesztésre, új gyógyszerek kifejlesztésére használták, és az élő testen kívüli sejtes struktúrák előállítása általában nagyméretű gépeket igényelt. Az UNSW Medical Robotics Lab új kutatása sokat fejlesztett a megoldáson. Dr. Thanh Nho Do professzor és Mai Thanh Thai PhD-hallgató tudóscsoportja (köztük Nigel Lovell Scientia professzorral, illetve Dr. Hoang-Phuong Phan és Jelena Rnjak-Kovacina docensekkel) egy olyan apró, rugalmas 3D bioprintert hozott létre, amit az endoszkóphoz hasonlóan lehet a testbe juttatni, hogy közvetlenül vonhassák be többrétegű bioanyaggal a sérült belső szervek és szövetek felszínét. A sci-fibe illő eredményeket az Advanced Science folyóiratban publikálták.
Az F3DB néven bemutatott eszköz rendkívül jól manőverezhető forgófejjel rendelkezik, és a biofestéket egy kívülről vezérelhető, hosszú, rugalmas, kígyószerű robotkarral „nyomtatja rá” a sérült szövetekre. A kutatócsoport szerint további fejlesztésekkel már öt-hét éven belül olyan technológiát adhatnak az egészségügyi szakemberek kezébe, ami az emberi testben lévő nehezen hozzáférhető területeket is elérhetővé teszik, kis bemetszéseken vagy természetes testnyílásokon keresztül.
Dr. Do és csapata egy mesterséges vastagbél belsejében, valamint egy sertésvesén már tesztelte az eszközt.
„A meglévő 3D bioprintelési technikákhoz a bioműanyagokat a testen kívül kell előállítani. Ezek beültetése nagy, nyílt bemetszésen keresztül végzett műtétet igényel, ami növeli a fertőzés kockázatát. A mi rugalmas 3D bionyomtatónk ezzel szemben azt jelenti, hogy a bioanyagok közvetlenül a célszövetbe vagy a célszervekbe juttathatók, minimálisan invazív megközelítéssel – érvelt Dr. Do. – Ez a rendszer lehetőséget kínál a test belsejében lévő háromdimenziós sebek, például a gyomorfal sérülései vagy a vastagbél belsejében lévő sérülések pontos helyreállítására. A prototípusunk, a rugalmasságának köszönhetően, máris képes többrétegű, különböző méretű és alakú bioanyagok 3D nyomtatására, szűk és nehezen hozzáférhető helyeken.”
Az eszköz sikerének kulcsa egy háromtengelyes nyomtatófej, amit közvetlenül egy lágy robotkar hegyére szereltek. Mivel puha mesterséges izmokból áll, három irányban képes mozogni – ezzel nagyon hasonlóan működik, mint egy hagyományos asztali 3D nyomtató. A lágy robotkar viszont a különleges hidraulikának köszönhetően hajlítható-csavarható, és bármilyen hosszúságban legyártható, miközben a merevsége különböző típusú rugalmas csövek és szövetek segítségével finomhangolható. A nyomtatófúvókát be lehet programozni előre meghatározott formák nyomtatására, de akár kézzel is működtethető, ha bonyolultabb vagy nehezen meghatározható bioprintelésre van szükség. A tudósok egy gépi tanuláson alapuló vezérlőt is használnak hozzá, hogy még könnyebbé tegyék a nyomtatási folyamatot.
Nem csak mesterséges, hanem élő anyagot is célba juttattak az eszközzel, hogy teszteljék a biológiai sejtek nyomtatás utáni életképességét. Ezek a kísérletek azt mutatták, hogy az élő sejteket nem befolyásolta a folyamat: többségük a nyomtatás után tovább élt és a következő hét nap során még fejlődött is – négyszer olyan gyorsan, mint bármely más ismert printerrel nyomtatott sejt.
Az ideiglenes szabadalmat kapott rendszer fejlesztésének következő szakasza az in vivo tesztelés lesz, élő állatokon – ezzel a technológia gyakorlati használhatóságát is bizonyíthatják, de további funkciókat szintén terveznek hozzá, például egy integrált kamerát és egy valós idejű szkennert, ami rekonstruálja a mozgó szövetek 3D-s tomográfiáját a test belsejében.
Gábor János
Nekem nagyon tetszik, annyira, hogy kiálltam mellette főszerkesztőnkkel szemben is, aki szerint csak szokványos ipari képlettel van dolgunk.
A Paksi Atomerőműben befejezték a 2. blokk ez évre tervezett karbantartását és éves főjavítását. Az üzemeltető szakemberek felterhelték a blokkot.
