چاپگرهای زیستی نوع خاصی از چاپگرهای سه بعدی هستند. براساس مهندسی بافت کنترل شده توسط رایانه ، آنها می توانند بافت یا آرایه زیستی تولید کنند. در آینده باید بتوان با کمک آنها اعضای بدن و موجودات زنده مصنوعی تولید کرد.
بیو پرینتر چیست؟
چاپگرهای زیستی نوع خاصی از چاپگرهای سه بعدی هستند. چاپگرهای زیستی دستگاه های فنی برای چاپ سه بعدی بافت ها و اندام های بیولوژیکی با انتقال آنها به سلول های زنده است. این رشته از چاپ سه بعدی هنوز در مرحله آزمایشی است و عمدتا در مطالعات علمی در دانشگاه ها مورد بررسی قرار می گیرد. هدف ایجاد امکان تولید بافت ها و اندام های جایگزین عملکردی است که می تواند در درمان های پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. واژه فعالیت در چاپ زیستی را چاپ زیستی می نامند. چاپ زیستی با ترکیب اولیه بافت یا اندام مورد نظر شروع می شود. بیوپرینتر منحصراً در محیط آزمایشگاهی استفاده می شود. چاپگر سه بعدی ویژه از طریق چاپ لایه های نازک سلول را ذخیره و تشکیل می دهد سر در نتیجه. برای انجام این کار ، سر از بیو پرینتر به چپ ، راست ، بالا یا پایین حرکت می کند. چاپگرهای زیستی از پروتکل های جوهر زیستی یا پردازش های زیستی برای ساخت مواد آلی استفاده می کنند. اینها بیوپلیمرهایی با سلولهای موجودات زنده و هیدروژلهای حاوی 90٪ هستند آب. خاصیت جریان باید دقیقاً محاسبه شود. از یک طرف ، توده باید به اندازه کافی مایع باشد تا سوزن های سرنگ مسدود نشود و از طرف دیگر باید به اندازه کافی جامد باشد تا ساختار هدف با دوام باشد. از دیگر کاربردهای چاپ زیستی می توان به موارد زیر اشاره کرد پیوند، جراحی درمان، مهندسی بافت و جراحی ترمیمی.
اشکال ، انواع و گونه ها
در حال حاضر ، چاپگرهای زیستی به طور پراکنده در بخش تجاری استفاده می شوند. از آنجا که چاپ زیستی در مرحله رشد است ، گونه های بالغ یا انواع چاپ های زیستی در حال حاضر تأیید نشده اند. در اصل ، از هر چاپگر سه بعدی می توان برای چاپ زیستی استفاده کرد. برای انجام این کار ، پی وی سی معمولاً استفاده می شود پودر باید با سلولهای مناسب جایگزین شود. همچنین فرایندهایی در حال آزمایش است که امکان تولید چاپگرهای زیستی از چاپگرهای جوهرافشان معمولی وجود دارد. خواسته های زیاد باید روی جوهر زیستی باشد. به عنوان مثال ، هر ماده ای که قرار است برای اهداف بالینی استفاده شود ، باید دارای مشخصات دقیق بین المللی باشد. قبل از استفاده در چاپ زیستی ، چنین موادی باید سالها آزمایش شوند.
ساختار و نحوه عملکرد
نحوه کار چاپگر بیوپی بسیار شبیه به اصل عملکرد چاپگر سه بعدی معمولی است. قالب ها توسط اکسترودر ساخته می شوند. با این حال ، هیچ پی وی سی وجود ندارد پودر مانند پرینترهای سه بعدی معمولی مورد استفاده قرار می گیرد ، اما یک ژل پلیمری است که معمولاً بر اساس آلژینات ساخته می شود. چاپگرهای زیستی فعلی که به صورت پراکنده در عمل مورد استفاده قرار می گیرند ، قطره هایی تولید می کنند که هر کدام شامل 3 تا 10,000 هزار سلول منفرد هستند. قرار است سازمان این سلولهای منفرد بر اساس فاکتورهای رشد مناسب جمع شود و ساختارهای عملکردی بافتی را تشکیل دهد. چاپگرهای زیستی برای چاپ دقیق به کنترل دما نیاز دارند. چاپگرهای زیستی کنونی از نظر مکانی بسیار بزرگ بوده و می توانند چندین متر عرض ، طول و ارتفاع داشته باشند. رایانه ای که معمولاً در خارج از چاپگر قرار دارد ، پیستون های سرنگ را کنترل می کند. اساس این داده های موجود در دسترس دیجیتالی یک مدل سه بعدی است. bioink از هشت نازل اسپری به بیرون رانده می شود و ساختار مورد نظر روی یک سکو ساخته می شود.
فواید پزشکی و بهداشتی
اصولاً انتظار می رود از چاپخانه های زیستی به ویژه در آینده در سه زمینه استفاده شود: پزشکی ، صنایع غذایی و زیست شناسی مصنوعی. در پزشکی ، استفاده از چاپگرهای زیستی در زیرشاخه های جراحی قابل تصور و تصور است درمان، جراحی ترمیمی ، اهدای عضو ، و پیوند. به خصوص در مورد اعضای بدن توسط چاپگرهای زیستی ، یک مزیت عمده آشکار است: مطابقت دقیق با بدن مورد نظر پیوند. به این ترتیب می توان جستجوی عضوی اهدا کننده مناسب و متناسب با بدن گیرنده را متوقف کرد. در جراحی ترمیمی ، ساده سازی و بهبود انتظار می رود. در اینجا ، روشهایی قابل تصور است که سلولها از قسمتهای مختلف بدن بیمار - مانند گوش ، انگشتان و زانوها - گرفته می شوند. این سلول ها در آزمایشگاه تکثیر می شوند. سپس بیوپلیمر اضافه می شود. از چنین سوسپانسیونی ، بیوپرینتر می تواند به صورت تئوری پیوند ایجاد کند. سپس این مورد در بیمار کاشته می شود. سپس سلولهای خود بدن به مرور زمان بیوپلیمر را تخریب می کنند. این مزیت می تواند به ویژه در این واقعیت باشد که پیوند توسط بدن رد نمی شود. بعلاوه ، چنین پیوندی می تواند رشد با بدن. دلیل این خاصیت مثبت ارتباط پیوند با سیستم کنترل رشد بیمار است. زمینه تحقیق در مورد استفاده از بیوایمپلنت در پزشکی همچنان ادامه دارد رشد. در حال حاضر ، تولید پیوند از غضروف، مثل یک بینی، بسیار قابل تصور است. مهم تر تولید اندام های بدن است. به طور خاص ، تعداد مویرگ های مورد نیاز برای تأمین اندام در حال حاضر با دقت لازم قابل تصور نیست. مشکل دیگر می تواند از این واقعیت ناشی شود که در ساختارهای پیچیده ای مانند اندام های بدن ، سلول های مختلف باید برای انجام عملکردهای مختلف هماهنگ شده و با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. از چاپگرهای زیستی می توان برای تولید گوشت در صنایع غذایی نیز استفاده کرد. اولین شرکت ها - طبق گفته های خود - قبلاً چنین کالاهایی را با موفقیت چاپ کرده اند. گفته می شود اینها هم خوشمزه هستند و هم هزینه کمتری نسبت به کشتار دارند. با این حال ، هیچ گوشت چاپ شده توسط چاپ زیستی در حال حاضر برای فروش نیست.
