پرینت زیستی سه بعدی فرآیندی است که از جوهرهای زیستی برای چاپ سلول‌های زنده و ساختارهای در حال توسعه لایه به لایه استفاده می‌کند که رفتار و ساختار بافت‌های طبیعی را تقلید می‌کنند.
تاریخچه چاپ زیستی سه بعدی – همه چیز از کجا شروع شد؟
در واقع چاپ سه بعدی اختراع جدیدی نیست. در سال 1984 چارلز هال یک حق اختراع برای اولین فناوری چاپ سه بعدی تجاری به ثبت رساند.
همچنین در سال 1988، رابرت جی کلبه از چاپگر جوهر افشان برای چاپ سلول‌ها برای چاپ زیستی استفاده کرد.
چاپ زیستی سه بعدی جاسازی شده سلولی در سال 2003 توسط توماس بولند اختراع شد. و بعد از آن، امکانات و فرصت‌های بی‌شمار آن، دانشمندان را به خود جذب کرد و بنابراین چاپ زیستی به یک فناوری محبوب تبدیل شد.
مزایای پرینت زیستی سه بعدی :
- امکان تقلید از ساختار واقعی بافت / اندام مورد نظر و غیره
- امکان ایجاد انقلاب در قابلیت های درمان پزشکی در آینده
- ایجاد درمان های خاص و این که اثرات داروها را می توان با دقت بیشتری بررسی کرد
- آزمایش بر روی حیوانات را کاهش می دهد
- زیست سازگاری با سلول ها و بافت های انسانی
- خودکارسازی فرآیندهای پیچیده
- خطاهای انسانی کمتر
معایب پرینت زیستی سه بعدی :
- قیمت بالا ، فناوری گران‌قیمت
- حفظ محیط سلولی می تواند دشوار باشد
- دغدغه های اخلاقی
- مصرف انرژی
جوهرهای زیستی برای چاپ سه بعدی زیستی
هنگام چاپ زیستی ساختارهای بافت، اندام یا استخوان با چاپگرهای زیستی، از جوهرهای زیستی به عنوان ماده پایه استفاده می شود. جوهرهای زیستی سه‌بعدی می‌توانند دارای سلول، بدون داربست یا بدون سلول باشند، مانند GrowInk، که یک بیواینک مبتنی بر هیدروژل به راحتی قابل تنظیم است که از سلولز نانوفیبریلار و آب ساخته شده است.
فرم بدون سلول GrowInk به آن اجازه می دهد تا به خوبی متناسب با زمینه ها و اهداف تحقیقاتی متعدد طراحی شود.
انتخاب ترکیب مناسب بیواینک و تراکم بیواینک می تواند بر روی زنده ماندن و تراکم سلولی تأثیر بگذارد، از این رو، انتخاب مناسب ترین بیواینک برای هر هدف تحقیقاتی ضروری است.
تفاوت چاپگرهای زیستی سه بعدی و بیوپرینتر های سه بعدی
چاپگرهای سه بعدی و بیوپرینترهای سه بعدی شبیه یکدیگر هستند، اما چاپگرهای سه بعدی برای چاپ مواد جامد طراحی شده اند، در حالی که چاپگرهای زیستی سه بعدی برای چاپ مایع یا ژل طراحی شده اند. چاپگرهای زیستی سه بعدی نیز برای رسیدگی به مواد حساس حاوی سلول های زنده طراحی شده اند، بدون اینکه آسیب زیادی به نتیجه نهایی وارد شود. چاپگرهای زیستی می‌توانند مبتنی بر جوهرافشان، به کمک لیزر یا مبتنی بر اکستروژن باشند. هر نوع چاپگر مزایا و معایب خود را در مورد هزینه، زنده بودن سلول، تراکم سلول، وضوح و غیره دارد. سازگاری چاپگرهای زیستی با جوهرهای زیستی نیز متفاوت است، بنابراین اطمینان از کارکرد چاپگر زیستی و بیواینک با هم بسیار مهم است.
نکاتی برای استفاده از چاپ زیستی
- مناسب ترین بیواینک را برای هدف تحقیقاتی خود انتخاب کنید و اطمینان حاصل کنید که بیواینک مورد استفاده با روش چاپ انتخابی و انواع سلول سازگار است.
- بدانید چه چیزی را چاپ می کنید، یعنی یک مدل دیجیتال سه بعدی جدید از ساختاری که می خواهید چاپ کنید ایجاد کنید یا برای یک مدل موجود مجوز دریافت کنید.
- از نکات چاپگر تازه یا جدید که مخصوص سیستم شما هستند استفاده کنید.
- اندازه های مختلف نازل/سوزن، سرعت چاپ و ارتفاع لایه ها را آزمایش کنید و بر اساس نتایج بهینه سازی کنید.
- اطمینان حاصل کنید که دمای کار برای چاپگر و مواد استفاده شده مناسب است
- فشار چاپ بهینه را تنظیم کنید. معمولاً هنگام چاپ با سلول به فشار کمی بالاتر نیاز است.
Reference:
https://www.upmbiomedicals.com/solutions/life-science/what-is-3d-bioprinting/
