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bioprinting 3D - künstliche Blutgefäße

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Universität von Ingenieuren Colorados Boulder haben eine Technik des Drucken 3D entwickelt, die die lokalisierte Steuerung der Festigkeit eines Gegenstandes zulässt und neue biomedizinische Alleen erschließt, die ein Tag künstliche Arterien und Organgewebe mit einschließen konnten.

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Die Studie, die vor kurzem in den Zeitschrift Natur-Kommunikationen veröffentlicht wurde, umreißt ein Schicht-durchschichtdruckverfahren, das Fein-, programmierbare Steuerung über Starrheit kennzeichnet und erlaubt Forschern, die komplexe Geometrie von Blutgefäßen nachzuahmen, die in hohem Grade und doch strukturiert werden, biegsam bleiben müssen.

„Die Idee war, unabhängige mechanische Eigenschaften Strukturen 3D hinzuzufügen, die das natürliche Gewebe des Körpers nachahmen können,“ sagte Xiaobo Yin, ein Mitarbeiter dessor CU Boulders in Abteilung des Maschinenbaus und im älteren Autor der Studie. „Diese Technologie erlaubt uns, Mikrostrukturen zu schaffen, die für Krankheitsmodelle besonders angefertigt werden können.“

Verhärtete Blutgefäße sind mit Herz-Kreislauf-Erkrankung verbunden, aber die Technik einer Lösung für lebensfähigen Arterien- und Gewebeersatz hat historisch die Herausforderung geprüft.

Um diese Hürden zu überwinden, fanden die Forscher eine einzigartige Weise die Rolle des Sauerstoffes zu nutzen wenn sie die Endgestalt einer Struktur 3D-printed einstellten.

„Sauerstoff ist normalerweise eine schlechte Sache in dem, den sie das unvollständige Kurieren verursacht,“ sagte Yonghui-Klingeln, einen Habilitationsforscher im Maschinenbau und den führenden Autor der Studie. „Hier, verwenden wir eine Schicht, die erlaubt eine feste Rate Sauerstoffdurchdringung.“

Indem sie strenge Kontrolle über Sauerstoffmigration und seiner folgenden Belichtung, sagte Ding, die Forscher haben die Freiheit halten, zu steuern, welche Bereiche eines Gegenstandes verfestigt werden, um härter oder weicher zu sein--alle beim Halten der Gesamtgeometrie die selben.

„Dieses ist eine profunde Entwicklung und ein Anregungserster Schritt hin zu unserem Ziel der Schaffung von Strukturen, die wie eine gesunde Zelle arbeiten, sollte arbeiten,“ sagte Klingeln.

Als Demonstration druckten die Forscher drei Versionen einer einfachen Struktur: ein Spitzenstrahl gestützt durch zwei Stangen. Die Strukturen waren in Form, Größe und Materialien identisch, aber waren mit drei Veränderungen in der Stangenstarrheit gedruckt worden: weich/weich, hart/weich und hart/hart. Die härteren Stangen stützten den Spitzenstrahl, während die weicheren Stangen ihn zu völlig oder teilweise Einsturz erlaubten.

Die Forscher wiederholten das Meisterstück mit einer kleinen chinesischen Kriegerszahl und druckten es, damit die äußeren Schichten stark blieben, während der Innenraum weich blieb und den Krieger mit einem starken Äußeren und einem zarten Gemüt, sozusagen ließen.

Der Tischplatte-groß Drucker ist z.Z. zum Arbeiten mit Biosubstanzen unten zu einer Größe von 10 Mikrometern oder ungefähr von Zehntel die Breite eines Menschenhaars fähig. Die Forscher sind optimistisch, dass zukünftige Studien helfen, die weiteren Fähigkeiten zu verbessern sogar.

„Die Herausforderung ist, eine sogar feinere Skala für die chemischen Reaktionen herzustellen,“ sagte Yin. „Aber wir sehen ungeheure Gelegenheit voran für diese Technologie und das Potenzial für künstliche Gewebeherstellung.“