Serce lub nerka z drukarki 3D? Instytut Fraunhofera opracowuje bioatramenty

W ramach projektu PhysioINK naukowcy z Instytutu Fraunhofera opracowują nowe „biotusze” z kolagenu i elastyny — białek strukturalnych, które stanowią znaczną część ludzkich tkanek. Opracowanie tych „biotuszy” wymaga rozwiązania kilku kluczowych problemów:

• Tusze muszą być wystarczająco płynne, aby można było je drukować.
• Po wydrukowaniu muszą jednak ponownie tworzyć naturalną, włóknistą strukturę tkanki.
• Jednocześnie żywe komórki zawarte w materiale muszą przetrwać.

Aby sprostać tym wyzwaniom, naukowcy opracowali mechanizm, w którym siarczan celulozy początkowo stabilizuje cząsteczki kolagenu, umożliwiając ich drukowanie. Późniejsza zmiana temperatury sprawia, że kolagen ponownie ulega naturalnej samoorganizacji.

Dotychczas podejście to najwyraźniej opierało się w większym stopniu na materiałach syntetycznych lub modyfikowanych chemicznie. Natomiast naukowcy zaangażowani w projekt PhysioINK wykorzystują fizjologiczny materiał złożony z białek — taki sam rodzaj materiału, z jakiego zbudowane są rzeczywiste narządy.

Temperatura, wraz z nieco wyższą zawartością kolagenu, odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu stabilności organicznego tuszu i zapobieganiu jego żelowaniu. Jednym z pierwszych sukcesów było wytworzenie modeli tkanki skórnej metodą druku 3D.