Ученые сделали 3D-принтер из LEGO для печати кожи. Поразительно!
Получение человеческих тканей для биологических исследований — непростой процесс. Хотя для соблюдения этики их получают путем донорства органов или тканей, удаленных во время хирургических процедур, ученым все равно проблематично получить необходимые материалы. Существует ограниченная доступность образцов ткани определенного размера и типа. Поэтому специалисты из Кардиффского университета, Уэльс, создали недорогой и легко доступный 3D-принтер, способный создавать образцы тканей человека, используя популярный конструктор LEGO.
3D-принтер и медицина
Появление 3D-биопечати обеспечило потенциальное решение проблемы получения образцов тканей. Технология предполагает загрузку в картридж «биочернил», содержащих живые клетки. Тот, в свою очередь, затем загружается в биопринтер. После программирования биопринтер печатает наполненные клетками биочернила для формирования трехмерных структур, которые стремятся воспроизвести сложную структуру биологической ткани.
Подобные машины часто стоят больших денег: немногие исследовательские группы могут увеличить свой бюджет, чтобы покрыть такие расходы, независимо от того, насколько новаторской обещает быть технология. «Именно поэтому мы задались вопросом, можем ли мы построить собственный недорогой 3D-биопринтер. И мы решили сделать это с помощью Lego», — отмечает Сион Коулман, старший преподаватель Школы фармации и фармацевтических наук.
Известно, что Lego не только чрезвычайно дешев и универсален, но и изготовлен с очень высокой точностью из стандартизированных деталей, доступных во всем мире. «Мы также знали, что Lego уже использовался для создания традиционных 3D-принтеров. Но что оставалось неясным, так это то, сможем ли мы взять базовую идею 3D-принтера Lego, который печатает твердые 3D-структуры из пластика, и разработать принтер, который сможет печатать мягкий биологический материал», — поясняют ученые.
Выходные данные должны быть точными, надежными и стабильными, чтобы их можно было использовать в лаборатории. Исследователям пришлось работать, используя стандартные кубики Lego, механический суббренд Lego Mindstorms и лабораторный насос. Многопрофильная команда инженеров и биологов работала вместе над проектированием, созданием и программированием биопринтера: цена — 624 доллара (50 тыс руб), но он все еще находится в зачаточном состоянии и лишь достигает необходимого уровня точности для производства деликатного биологического материала.
3D-принтер для кожи
Насадка принтера выбрасывает гелеобразное вещество, полное клеток, на чашку. В основе устройства лежит мини-компьютер Lego Mindstorms. Устройство перемещает чашку вперед и назад и из стороны в сторону, механически перемещая сопло вверх и вниз, когда оно выдавливает клеточный гель. Программируемые движения создают слои клеток, слой за слоем воспроизводя трехмерную структуру тканей человека.
«Наш биопринтер сейчас используется лишь для создания слоев клеток кожи, работая над полномасштабной моделью. Его также можно модифицировать, используя различные типы сопел для печати различных типов клеток, создавая всевозможные структуры тканей. Это захватывающая возможность сымитировать здоровую и больную кожу, посмотреть на существующие методы лечения и разработать новые методы лечения различных заболеваний», — пишут ученые.
«Мы предоставили подробную информацию о том, как мы построили наш 3D-биопринтер Lego, дав четкие инструкции о том, как воссоздать это устройство в любой лаборатории в любой точке мира. В то время, когда финансирование исследований настолько ограничено, мы предлагаем открытую, доступную и недорогую альтернативу жизненно важному оборудованию, которое выходит за рамки бюджета большинства исследователей. Проще говоря, мы хотим, чтобы наш биопринтер Lego позволил исследователям проводить новаторские работы, потому что это в конечном итоге приведет к лучшему пониманию биологии и дальнейшему улучшению здоровья человека», — заключили специалисты из Уэльса.