Bioprinter

Bioprinter adalah tipe khusus printer 3D. Atas dasar rekayasa jaringan yang dikendalikan komputer, mereka dapat menghasilkan jaringan atau bioarray. Di masa depan, dengan bantuan mereka harus dimungkinkan untuk menghasilkan organ dan makhluk hidup buatan.

Apa itu bioprinter?

Bioprinter adalah perangkat teknis untuk pencetakan tiga dimensi jaringan dan organ biologis dengan mentransfernya ke sel hidup. Bidang pencetakan 3D ini masih dalam tahap eksperimental dan sebagian besar sedang diteliti dalam studi ilmiah di universitas. Tujuannya adalah untuk menciptakan kemungkinan menghasilkan jaringan dan organ pengganti fungsional yang dapat digunakan dalam perawatan medis.

Istilah yang digunakan untuk menggambarkan bioprinter disebut bioprinting. Bioprinting dimulai dengan komposisi dasar jaringan atau organ target. Bioprinter hanya digunakan di lingkungan laboratorium. Printer 3D khusus menyimpan dan membentuk lapisan tipis sel melalui print head sebagai hasilnya. Untuk melakukan ini, kepala bioprinter bergerak ke kiri, kanan, atas atau bawah.

Bioprinters menggunakan bio-ink atau log bio-proses untuk membuat bahan organik. Ini adalah biopolimer dengan sel dari makhluk hidup dan hidrogel dengan air hingga 90%. Properti aliran harus dihitung dengan tepat. Di satu sisi, massa harus cukup cair agar kanula jarum suntik tidak tersumbat dan, di sisi lain, harus cukup padat sehingga struktur target tahan lama.

Kegunaan lain untuk bioprinting termasuk transplantasi, terapi bedah, rekayasa jaringan, dan bedah rekonstruktif.

Bentuk, tipe & tipe

Saat ini, bioprinter sangat jarang digunakan di sektor komersial. Karena bioprinting sedang dalam tahap pengembangan, jenis atau tipe bioprinters yang matang saat ini belum diverifikasi. Pada prinsipnya, bagaimanapun, printer 3D apa pun dapat digunakan untuk bioprinting. Untuk melakukan ini, bubuk PVC yang biasa digunakan harus diganti dengan sel yang sesuai. Selain itu, proses sedang diuji yang memungkinkan untuk mengembangkan bioprinter dari printer inkjet normal.

Bio-ink harus memenuhi persyaratan tinggi. Misalnya, setiap zat yang akan digunakan untuk tujuan klinis harus memenuhi persyaratan internasional yang ketat. Sebelum dapat digunakan dalam bioprinting, zat tersebut harus diuji selama bertahun-tahun.

Struktur & fungsionalitas

Fungsi bioprinter sangat mirip dengan prinsip fungsional printer 3D biasa. Cetakan dibuat menggunakan ekstruder. Namun, bubuk PVC tidak digunakan, seperti halnya dengan printer 3D konvensional, tetapi gel polimer, biasanya berdasarkan alginat.

Bioprinter saat ini, yang kadang-kadang digunakan dalam praktik, menghasilkan tetesan yang masing-masing berisi antara 10.000 dan 30.000 sel individu. Organisasi sel-sel individu ini harus bersatu untuk membentuk struktur jaringan fungsional berdasarkan faktor pertumbuhan yang sesuai.

Bioprinter memerlukan pengatur suhu untuk pencetakan yang presisi. Bio-printer saat ini berukuran sangat besar dan dapat memiliki lebar, panjang, dan tinggi beberapa meter. Plunger jarum suntik dikontrol melalui komputer, yang biasanya terletak di luar printer. Dasar untuk ini adalah data model 3D yang tersedia secara digital. Bio-ink ditekan hingga delapan nozel semprot dan struktur yang dimaksud dibuat di atas platform.

Manfaat medis & kesehatan

Pada prinsipnya, bioprinter digunakan di tiga bidang khususnya: kedokteran, industri makanan, dan biologi sintetik. Di bidang kedokteran, penggunaan bioprinter di sub-bidang terapi bedah, bedah rekonstruktif, donasi dan transplantasi organ dapat dibayangkan dan direncanakan.Keuntungan utama terlihat jelas, terutama dengan organ dari bioprinter: adaptasi yang tepat pada tubuh yang dimaksudkan untuk transplantasi. Dengan cara ini, pencarian organ donor yang cocok untuk tubuh penerima dapat dihentikan.

Dalam bedah rekonstruktif, diharapkan penyederhanaan dan peningkatan. Prosedur dapat dilakukan di sini di mana sel diambil dari pasien dari berbagai bagian tubuh - misalnya telinga, jari tangan, dan lutut. Sel-sel ini diperbanyak di laboratorium. Kemudian biopolimer ditambahkan. Bioprinter secara teoritis dapat membangun transplantasi dari suspensi semacam itu. Ini digunakan untuk pasien. Sel-sel tubuh sendiri kemudian memecah biopolimer seiring waktu. Keuntungan utamanya adalah transplantasi tidak ditolak oleh tubuh. Selain itu, transplantasi semacam itu dapat tumbuh bersama tubuh. Alasan untuk sifat positif ini adalah karena implan terkait dengan kontrol pertumbuhan pasien.

Bidang penelitian tentang penggunaan bioprinter dalam dunia kedokteran terus berkembang. Saat ini, membuat cangkok dari tulang rawan, seperti hidung, sangat mungkin dilakukan. Produksi organ tubuh terlihat lebih kritis. Secara khusus, jumlah kapiler yang dibutuhkan untuk mensuplai organ saat ini tidak dapat dibayangkan dengan akurasi yang diperlukan. Masalah lain dapat muncul dari kenyataan bahwa dalam struktur yang kompleks seperti organ tubuh, sel-sel yang berbeda harus dikoordinasikan dan berkomunikasi satu sama lain agar dapat memenuhi fungsi yang berbeda.

Bioprinter juga dapat digunakan untuk memproduksi daging di industri makanan. Menurut pernyataan mereka sendiri, perusahaan pertama telah berhasil mencetak produk semacam itu. Ini harus enak dan lebih murah daripada penyembelihan. Namun, saat ini tidak ada daging yang dicetak dengan bioprinting yang tersedia di toko-toko.