Fibrele de mătase îmbunătățesc bio-cerneala pentru țesuturile și organele artificiale, imprimate 3D

Una dintre întrebările pe care cercetătorii și le pun în prezent este cum să testeze, într-un stadiu incipient al unui studiu, dacă un produs cu potențial farmaceutic vizează în mod eficient o tumoare, un organ sau o altă parte a corpului. Aceștia se află într-o fază incipientă a utilizării tehnologiei de imprimare 3D a celulelor, care să îi ghideze în găsirea de răspunsuri pentru astfel de întrebări.
Într-un studiu publicat în revista Materials Today Bio, cercetătorii de la Universitatea Osaka au utilizat nanofibre de mătase, obținute prin dezintegrare mecanică, pentru a îmbunătăți procesul de imprimare, fără a deteriora celulele sau ansamblurile de celule.

Un avantaj al mătăsii este acela că aceasta este considerată a fi un material sigur pentru oameni.

Pentru obținerea fibrelor, cercetătorii au utilizat mătase virgină, din care au eliminat proteina numită sericină, cunoscută pentru capacitatea ei de a provoca inflamații. Următoarea etapă a fost transpunerea materialului biocompatibil rămas în nanofibre.

Shinji Sakai, coordonatorul studiului, susține că fibrele de mătase dezvoltate de echipa sa sunt compatibile cu multe suporturi de imprimare, precum cele care conțin gelatină, chitosan sau acid hialuronic, oferindu-le o gamă largă de potențiale aplicații.

Principalul scop al fibrelor a fost acela de a se asigura că celulele din bio-cerneluri își mențin poziția 3D după printare, fără a fi deteriorate. Fibrele îndeplinesc acest rol prin îmbunătățirea integrității bio-cernelii și prin minimizarea stresului mecanic dăunător ridicat, aplicat adesea asupra celulelor în timpul imprimării.

Profesorul Sakai explică faptul că diverse experimente mecanice arată că nanofibrele au îmbunătățit proprietățile suportului de imprimare. De exemplu, modulul lui Young- o măsură a rigidității unui material-a crescut de mai multe ori și a rămas într-o stare îmbunătățită timp de peste o lună.

Fibrele ajută configurațiile tipărite să își mențină integritatea structurală după imprimare. De exemplu, o structură în formă de nas și-a păstrat forma doar atunci când a fost tipărită cu bio-cerneală care conținea nanofibre de mătase. Peste 85% dintre celulele din bio-cerneală erau în viață după o săptămână de la printare, atât în bio-cerneala cu fibre de mătase, cât și în cea fără, indicând faptul că adăugarea fibrelor nu a deteriorat celulele.

În cadrul tehnologiei actuale de printare, celulele sunt adesea deteriorate sau nu își mențin forma dorită pentru mult timp. Studiul de față ajută la depășirea acestor limitări, într-o manieră care va contribui la avansarea descoperirii medicamentelor, a medicinei regenerative și a multor altor domenii de cercetare biomedicală cu impact ridicat.

sursa: Science Daily
foto: Research at Osaka University