Naukowcy z Queen Mary University of London opracowali technikę drukowania wykorzystującą komórki i molekuły występujące w naturalnych tkankach, aby stworzyć konstrukcje przypominające struktury biologiczne.

Struktury te osadzone są w „tuszu”. Tusz ten podobny jest do naturalnych środowisk, w których występują komórki i molekuły w organizmach. Otwiera to możliwości ich kontroli w taki sposób, żeby zachowywały się jak w ludzkim ciele.

Taka manipulacja pozwala obserwować naukowcom sposób, w jaki działają komórki w naturalnych środowiskach. Umożliwia to także przewidywanie miejsc, w których mogą rozwijać się nowotwory. Ponadto w przyszłości możliwe będzie opracowywanie nowych leków poprzez badanie interakcji komórek odpornościowych z innymi komórkami.

Technika ta łączy w sobie samoorganizację molekularną i budowanie struktur poprzez łączenie cząsteczek z dodatkami. Zasada ta jest podobna do drukowania 3D, której celem jest odtworzenie złożonych struktur.

Struktury mogą być wytwarzane pod kontrolą cyfrową i z precyzją molekularną. Umożliwia to naukowcom tworzenie konstrukcji, które naśladują części ciała lub tkanki. Będzie to miało kluczową rolę w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej.

Profesor Alvaro Mata z Queen Mary’s School of Engineering and Materials Science powiedział: “Technika ta otwiera możliwość projektowania i tworzenia scenariuszy biologicznych, takich jak złożone i specyficzne środowiska komórkowe, które mogą być wykorzystywane w różnych dziedzinach, takich jak inżynieria tkankowa, poprzez tworzenie konstrukcji, które przypominają tkanki lub modele in vitro, które można wykorzystać do skuteczniejszego testowania leków. “

Technika ta integruje mikro- i makroskopową kontrolę cech strukturalnych, które druk zapewnia z molekularną i nano-skalowalną kontrolą. Jest ona możliwa dzięki samoorganizacji. Jest to niezmiernie ważne w kontekście dużej potrzeby drukowania 3D, w której powszechnie stosowane farby drukarskie mają ograniczoną zdolność aktywnego stymulowania komórek.

Doktorantka Clara Hedegaard, wiodąca autorka artykułu, dodała: “Ta metoda umożliwia budowanie struktur 3D poprzez drukowanie wielu rodzajów biomolekuł zdolnych do montażu w dobrze zdefiniowanych strukturach w wielu skalach. Dzięki temu samoprzylepny atrament zapewnia możliwość kontrolowania właściwości chemicznych i fizycznych podczas drukowania i po nim”.