Ana Sayfa
Doku Mühendisliği ve 3D-Bioplotter Teknolojisi.

Doku Mühendisliği ve 3D-Bioplotter Teknolojisi

3D-Bioplotting, erimiş bir biyomalzemenin pnömatik basınçla çalışan bir robot başlığının şırıngasından ekstrüzyonunu içeren bir eklemeli imalat yöntemidir.

Doku mühendisliğinin amaçlarından biri hasarlı doku ve organların onarımı veya yenilenmesi için biyoloji ve mühendislik prensiplerine dayalı olarak doku/organ veya iskeleler geliştirmektir. Bunun için üç boyutlu iskeleler biyomalzemelerden oluşturulan gözenekli yapı, hücre büyümesi, doku rejenerasyonu, besin ve atıkların taşınmasını desteklemede önemli bir rol oynamaktadır. Tasarım ve üretimdeki önemli bir nokta, iskelenin implantasyonunun yapıldığı bölgedeki dokular ile uyumlu mekanik özelliklere sahip olmasıdır. İskele, implantasyon sırasında yapısal çökmeye karşı koyabilecek kadar güçlü olmalı ve çevresindeki dokulara zarar vermemelidir.

Doku iskeleleri geleneksel veya modern tekniklerle üretilebilir. Elektrospinning, faz ayrımı, çözücü döküm-parçacık uzaklaştırma, gaz köpüklendirme, dondurarak kurutma gibi geleneksel yöntemler, birbirine bağlı gözenekleri olan 3B iskelelerin üretimi için efektif değildir, örneğin hücre çoğalmasına ve farklılaşmasına engel olabilecek organik çözücülerin kullanılmasına ihtiyaç duyulması muhtemeldir ve iskele geometrisini kontrol etmek her zaman mümkün olmaz. Ayrıca en önemlisi geleneksel yöntemlerle tek bir hücre tipine sahip tek biçimli veya homojen bir iskele oluşturulabilir. Ancak, gerçekte çoğu doku birkaç hücre tipinden ve çeşitli, heterojen bir hücre dışı matris (ECM) çerçevesinden oluşur. Fizyolojik ve doğal koşulların taklit edilememesi, üretilen dokunun bir organizmaya implante edildikten sonra olumsuz sonuçlar doğurmasına sebep olabilir.

Çeşitli eklemeli imalat yöntemleri arasında ekstrüzyona dayalı 3D bioplotting yöntemi 3D-Bioplotter’larda kullanılır [1]. Mürekkep olarak görev yapan biyomalzeme, ekstrüzyon başlığında eritilerek şırınga tarafından seçici olarak baskı yatağı üzerine dökülür ya da bu adım baskı alanı tablasının x-y düzleminde hareket etmesiyle sağlanabilir. Bir katman tamamlandıktan sonra, yapı platformu ya da ekstrüzyon başlığı hareket eder ve yeni katman bir önceki katmanın üstüne basılır.

3D-Bioplotting, erimiş bir biyomalzemenin pnömatik basınçla çalışan bir robot başlığının şırıngasından ekstrüzyonunu içeren bir eklemeli imalat yöntemidir. Baskı başlığının X-Y-Z eksenlerindeki yolu bir STL dosyası ile kontrol edilir. Birbiriyle tamamen bağlantılı gözenekler katmanlar arası genişlik, döşeme düzeni ve komşu katmanlar arasındaki X-Y ayrımının düzgün bir şekilde tasarlamasıyla elde edilebilir.

Akışkanlığa sahip herhangi bir madde, örneğin kompozitler, seramikler, polimerler ve bunlarla birlikte kullanılabilecek canlı hücreler ve büyüme faktörleri 3D-Bioplotter’lar ile iskele oluşturmada kullanılabilir. İstenilen geometriye sahip iskeleler hücrelerin 2B kültür ortamında büyütülmesinden farklı olarak vücutta bulundukları şekilde 3B yapı oluşturmalarına rehberlik edip hücre yapışmasını, çoğalmasını ve eğer kök hücreyse farklılaşmasını desteklemek için optimal bir 3B ağ yapısı sağlarlar. Böylece bu iskeleler, büyüyen dokunun biyofonksiyonel mimarisini belirler.

İlgili Resimler