ทีมนักวิจัยจาก University of Florida ในสหรัฐอเมริกาได้คิดค้นเทคนิคการประดิษฐ์แบบ “พิมพ์แล้วเจล” แบบใหม่ที่ใช้ไมโครเจลแบบเม็ดเป็นวัสดุรองรับสำหรับโครงสร้าง 3 มิติที่เป็นของเหลวซึ่งต่อมาจะแข็งตัว แนวทางใหม่แบบสองขั้นตอน ซึ่งทีมงานได้อธิบายไว้เมื่อปีที่แล้วในวารสาร IOP Biofabricationสามารถผลิตวัสดุชีวภาพที่อ่อนนุ่มได้หลากหลายประเภทกว่าที่ทำได้ด้วยเทคนิค
การพิมพ์แบบเดิม
( Biofabrication 8 025016 ) Physics Worldได้พูดคุยกับ Yong Huang หัวหน้านักวิจัยเพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม วิธีการ “พิมพ์-แล้ว-เจลเลชั่น” ใหม่ทำงานอย่างไร?ในระหว่างกระบวนการ “เจลขณะพิมพ์” แบบทั่วไป วัสดุพิมพ์จะถูกเจลหรือแข็งตัวในแหล่งกำเนิดเพื่อรักษารูปร่างที่เกิดขึ้นระหว่างการพิมพ์
วิธีการนี้กำหนดให้หมึกชีวภาพสามารถเชื่อมโยงข้ามกันได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งจำกัดประเภทของวัสดุชีวภาพที่สามารถพิมพ์ได้ในท้ายที่สุดวิธีทางเลือก “พิมพ์แล้วเจล” เกี่ยวข้องกับการอัดสารตั้งต้นของไฮโดรเจลเหลว (สารละลายอัลจิเนต) ผ่านปลายหัวฉีดที่อยู่ภายในวัสดุรองรับของเหลว
(Carbopol granular microgel) ก่อน กระบวนการนี้สร้างโครงสร้างสามมิติของของเหลวในอ่างรองรับ ซึ่งสามารถทำให้เกิดเจลได้ในภายหลัง เทคนิคนี้ช่วยให้เราสามารถพิมพ์ bioinks ที่หลากหลายได้โดยตรง แม้กระทั่งหมึกที่พิมพ์ได้ยาก และช่วยให้สามารถสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนในรูปแบบอิสระ
โดยไม่มีข้อจำกัดด้านแรงโน้มถ่วง คุณได้พัฒนาเทคนิคอย่างไร และความท้าทายใดที่ยังคงอยู่?นับตั้งแต่การสาธิตเทคนิคครั้งแรก เราได้แสดงให้เห็นว่าเราสามารถพิมพ์โครงสร้างแบบอ่อนหรือแบบชีวภาพต่างๆ จากวัสดุที่พิมพ์ได้ยากเหล่านี้โดยใช้กระบวนการเจลเลชั่นแบบสองขั้นตอน
หรือหลายขั้น ตอน ( MRS Bulletin doi.org/10.1557/mrs .2017.164). ยังคงมีปัญหาที่ต้องแก้ไขในส่วนนี้ เนื่องจากการรองรับเจลแบบเม็ดที่เราใช้นั้นไวต่อความแรงของไอออนิกของวัสดุขนส่งของไหล ดังนั้นจึงจำกัดเฉพาะของไหลบางชนิด ขณะนี้เรากำลังพิจารณาวัสดุสนับสนุนทางเลือก
เพื่อให้แนวทางใหม่
ได้รับการนำไปใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้น งานของคุณเหมาะสมกับโครงการวิจัยที่กว้างขึ้นอย่างไร?นักวิจัยหลายคนมองว่าการประดิษฐ์โครงสร้างอ่อนในรูปแบบอิสระนี้เป็นขั้นตอนสำคัญต่อจอกศักดิ์สิทธิ์ของการพิมพ์อวัยวะ นั่นคือ การออกแบบตามความต้องการและการสร้างโครงสร้างอวัยวะมนุษย์ 3 มิติ
สำหรับการฝังและเวชศาสตร์ฟื้นฟู เทคนิคของเราเป็นอีกก้าวหนึ่งสู่เป้าหมายนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอัดขึ้นรูปวัสดุเป็นวิธีการพิมพ์ 3 มิติบนแพลตฟอร์มที่สามารถใช้ในการผลิตเนื้อเยื่อเชิงวิศวกรรม วัสดุสนับสนุนที่มีประสิทธิภาพสูงก็เป็นสิ่งที่ประเมินค่ามิได้เช่นกันสำหรับการอำนวยความสะดวก
ในกระบวนการพิมพ์คุณได้รับคำติชมอะไรบ้างจากชุมชนการวิจัยกลุ่มวิจัยหลายกลุ่มได้ติดต่อเราหลังจากตีพิมพ์ บทความเกี่ยวกับ โครงสร้างชีวภาพ ของเรา เพื่อหารือเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของวิธีการพิมพ์แล้วเจเลชัน และเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถใช้แนวทางนี้ในโครงการของพวกเขาเพื่อสร้างโครงสร้าง
ทางชีวภาพ 3 มิติที่ซับซ้อนได้หรือไม่คุณได้สร้างความก้าวหน้าอะไรอีกบ้างตั้งแต่ปีที่แล้วเทคนิคของเราอาศัยวัสดุรองรับที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เช่น Carbopol เพื่อทำให้โครงสร้างของของเหลวมีความเสถียรอย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างการผลิตจนกว่าจะพร้อมสำหรับการเจล ตามหลักการแล้ว
วัสดุดังกล่าวควรไหลอย่างอิสระเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอกที่สูงกว่าความเค้นคราก แต่ควรคงรูปร่างไว้และหยุดไหลเมื่ออยู่ภายใต้แรงที่อ่อนกว่าแม้ว่าเจลแบบเม็ดจะรองรับไบโออิงค์บางประเภทได้อย่างดีเยี่ยม แต่ก็จำกัดเฉพาะประเภทของไบโออิงค์ที่สามารถใช้งานได้
ดังนั้นเราจึงมองหาวัสดุสนับสนุนอื่นๆ ที่เป็นไปได้ วัสดุเฉพาะอย่างหนึ่งที่นึกถึงในที่นี้คือระบบนาโนเคลย์ใหม่ของเรา ซึ่งนาโนเคลย์ถูกใช้ทั้งเป็นอ่างรองรับและเป็นวัสดุนั่งร้านภายใน ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยของคุณคืออะไร?ลำดับความสำคัญของเราคือการมองหาของเหลวรองรับความเค้นคราก
ที่หลากหลายและหลากหลายมากขึ้นต่อไป นอกจากนี้ เราจะตรวจสอบกระบวนการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการพิมพ์ชีวภาพ 3 มิติ รวมถึงคุณสมบัติทางกายภาพและพฤติกรรมของโครงสร้างการพิมพ์ชีวภาพ ตัวอย่างเช่น พวกมันโตเต็มที่เพื่อสร้างเนื้อเยื่อได้อย่างไร และพวกมันมีสมบัติเชิงกลอย่างไร
การศึกษาเหล่านี้
จะมีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทดแทนเนื้อเยื่อหลอดเลือดอ่านคอลเลกชันพิเศษของเรา “Frontiers in biofabrication”เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความก้าวหน้าล่าสุดในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ บทความนี้เป็นหนึ่งในชุดรายงานที่เน้นการวิจัยที่มีผลกระทบสูงซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร
คุณฟังดูกระตือรือร้นเกี่ยวกับเรื่องนี้ คุณแน่ใจหรือว่าเป็นเพียงระบบการให้ทุนของนิวซีแลนด์ที่ผลักดันให้คุณเข้าสู่การวิจัยประยุกต์? ฉันเคยอยู่ในค่าย “วิทยาศาสตร์พื้นฐานคือทุกสิ่ง” และเมื่อฉันให้ทัวร์ห้องทดลอง ฉันจะพูดประมาณว่า “เราทำสิ่งที่ประยุกต์ทั้งหมดนี้เพื่อให้ทุนนิสัยวิทยาศาสตร์พื้นฐานของเรา”
สิ่งที่เปลี่ยนความคิดของฉันคือโครงการที่ฉันทำร่วมกับบริษัทในสหรัฐอเมริกาชื่อ Intuitive Surgical ซึ่งสร้างหุ่นยนต์ชื่อ Da Vinci โดยบังเอิญ หัวหน้าเจ้าหน้าที่วิจัยของพวกเขาได้ยินฉันพูดว่าเลเซอร์เฟมโตวินาทีสามารถตัดได้ทุกอย่าง และเธอตอบกลับมาว่า “สามารถตัดกระดูกได้หรือไม่”
ดังนั้นเราจึงเดินทางไปที่ Intuitive Surgical และทุกคนที่พวกเขาให้เงินสนับสนุนอยู่ที่นั่นพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขากำลังทำอยู่ ฉันแค่คิดว่า “อึศักดิ์สิทธิ์! นี่ไม่ใช่การค้นหาบางสิ่งที่อาจอยู่ในตำราเรียนในอีก 15 ปีข้างหน้า ฉันอาจจะสามารถช่วยคนจริง ๆ ได้ภายในสามปี” มันเป็นช่วงเวลาแห่งการเปลี่ยนแปลงสำหรับฉัน แน่นอนว่าเราไม่สามารถทำได้หากไม่มีวิทยาศาสตร์พื้นฐาน
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>> ยูฟ่าสล็อต
