Tim peneliti dari UCLA Samueli mengembangkan printer 3D yang disesuaikan khusus untuk membangun biomaterial terapeutik dari bahan multi-material. Kemajuan ini bisa menjadi langkah baru menuju pencetakan jaringan buatan kompleks sesuai permintaan untuk digunakan dalam transplantasi dan operasi lainnya.
"Jaringan adalah struktur yang sangat rumit, sehingga untuk merekayasa versi buatannya yang berfungsi dengan baik, kita harus menciptakan kekompleksitasannya," kata Ali Khademhosseini, yang memimpin penelitian dan sebagai Profesor Teknik di UCLA Samueli School of Engineering.
"Pendekatan baru kami menawarkan cara untuk membangun struktur biokompatibel kompleks yang terbuat dari bahan yang berbeda."
Studi ini dipublikasikan di Advanced Materials.
Teknik ini menggunakan proses berbasis cahaya yang disebut stereolithografi, dan menggunakan printer 3D khusus yang dirancang Khademhosseini yang memiliki dua komponen utama. Yang pertama adalah chip mikofluida yang dibangun khusus - berupa platform kecil, datar yang serupa ukurannya dengan chip komputer - dengan beberapa lubang yang masing-masing "mencetak" bahan berbeda. Komponen lainnya adalah cermin-micro digital, berupa array lebih dari satu juta cermin kecil yang masing-masing bergerak secara independen.
Para peneliti menggunakan berbagai jenis hidrogel - bahan yang, setelah melewati printer, membentuk kerangka tempat jaringan akan tumbuh. Cermin-mikro mengarahkan cahaya langsung ke permukaan pencetakan, dan area yang disinari menunjukkan gambaran objek 3D yang sedang dicetak. Cahaya juga memicu ikatan molekul terbentuk di dalam material, yang menyebabkan gel mengencangkannya menjadi bahan padat. Ketika objek 3D dicetak, array cermin mengubah pola cahayanya untuk mengarah ke bentuk lapisan baru.
Proses ini adalah yang pertama menggunakan banyak material untuk bioprinting stereolithografi otomatis - sebuah kemajuan dibandingkan bioprinting stereolithografi konvensional, yang hanya menggunakan satu jenis material. Sementara perangkat demonstrasi hanya menggunakan empat jenis tinta-bio, peneliti studi mengatakan proses ini dapat menampung tinta sebanyak yang diperlukan.
Para peneliti pertama menggunakan proses ini untuk membuat bentuk sederhana, seperti piramida. Kemudian, mereka membuat struktur 3D kompleks yang menirukan bagian dari jaringan otot dan jaringan konektif otot-kerangka. Mereka juga mencetak bentuk yang meniru tumor dengan jaringan pembuluh darah, yang dapat digunakan sebagai model biologis untuk mempelajari kanker. Mereka menguji struktur cetakan dengan menanamnya pada tikus. Struktur yang ditanam ini tidak ditolak tikus.
UCLA Samueli School Of Engineering
"Jaringan adalah struktur yang sangat rumit, sehingga untuk merekayasa versi buatannya yang berfungsi dengan baik, kita harus menciptakan kekompleksitasannya," kata Ali Khademhosseini, yang memimpin penelitian dan sebagai Profesor Teknik di UCLA Samueli School of Engineering.
"Pendekatan baru kami menawarkan cara untuk membangun struktur biokompatibel kompleks yang terbuat dari bahan yang berbeda."
Studi ini dipublikasikan di Advanced Materials.
Teknik ini menggunakan proses berbasis cahaya yang disebut stereolithografi, dan menggunakan printer 3D khusus yang dirancang Khademhosseini yang memiliki dua komponen utama. Yang pertama adalah chip mikofluida yang dibangun khusus - berupa platform kecil, datar yang serupa ukurannya dengan chip komputer - dengan beberapa lubang yang masing-masing "mencetak" bahan berbeda. Komponen lainnya adalah cermin-micro digital, berupa array lebih dari satu juta cermin kecil yang masing-masing bergerak secara independen.
Para peneliti menggunakan berbagai jenis hidrogel - bahan yang, setelah melewati printer, membentuk kerangka tempat jaringan akan tumbuh. Cermin-mikro mengarahkan cahaya langsung ke permukaan pencetakan, dan area yang disinari menunjukkan gambaran objek 3D yang sedang dicetak. Cahaya juga memicu ikatan molekul terbentuk di dalam material, yang menyebabkan gel mengencangkannya menjadi bahan padat. Ketika objek 3D dicetak, array cermin mengubah pola cahayanya untuk mengarah ke bentuk lapisan baru.
Proses ini adalah yang pertama menggunakan banyak material untuk bioprinting stereolithografi otomatis - sebuah kemajuan dibandingkan bioprinting stereolithografi konvensional, yang hanya menggunakan satu jenis material. Sementara perangkat demonstrasi hanya menggunakan empat jenis tinta-bio, peneliti studi mengatakan proses ini dapat menampung tinta sebanyak yang diperlukan.
Para peneliti pertama menggunakan proses ini untuk membuat bentuk sederhana, seperti piramida. Kemudian, mereka membuat struktur 3D kompleks yang menirukan bagian dari jaringan otot dan jaringan konektif otot-kerangka. Mereka juga mencetak bentuk yang meniru tumor dengan jaringan pembuluh darah, yang dapat digunakan sebagai model biologis untuk mempelajari kanker. Mereka menguji struktur cetakan dengan menanamnya pada tikus. Struktur yang ditanam ini tidak ditolak tikus.
UCLA Samueli School Of Engineering
Comments
Post a Comment