3D Baskı İçin Gelişmiş `Biyo-Mürekkep`

Biyomühendislik dokuları rejeneratif, hassas ve kişiselleştirilmiş tıpta ürün geliştirmede; temel araştırmada ve özellikle dokuları büyütmek ile desen oluşturmak için geçici yapıları oluşturabilen biyomateryallerin 3D baskısının ortaya çıkmasında umut vaat etmektedir. Vücuttaki birçok dokuda bulunan doğal bir molekül olan hyalüronik asit, özelleştirilmiş desen oluşturmak için ideal birçok özelliğe sahiptir, ancak gereken dayanıklılığa sahip değildir. Araştırmacılar, kimyasal reaksiyonlarla güçlendirilen ve bir desen görevi görecek bir jel oluşturmak için hyalüronik asit ve polietilen glikolün modifiye edilmiş versiyonlarını kullandılar.

Hücre dışı matris, yerleşik hücrelere mekanik ve biyoaktif özellikler yoluyla kritik sinyal verme bağlamı sağlar. Doku mühendisliği ve rejeneratif tıbbın potansiyelini anlamak için biyomalzemeler bu özelliklerin bağımsız kontrolüne izin vermelidir.

Yapılan güncel bir çalışmada, tiyol modifiye edilmiş hiyalüronik asit (HA-S) ve polietilen glikol diakrilat (PEGDA) bazlı bir hidrojel sistemi araştırıldı. HAS-PEGDA'nın mekanik özellikleri, farklı zaman noktalarında meydana gelen iki sito-uyumlu çapraz bağlama reaksiyonu ile belirlenir. Bu bağlar HA-tiyoller ve PEG-akrilatlar arasında hızlı, Michael tipi bir nükleofilik ekleme reaksiyonu ve geri kalan tiyollerden uzun süreli bir disülfür çapraz bağlanma ile olgunlaşır. Bu reaksiyonların HAS-PEGDA'nın mekanik ve biyoaktif özelliklerinin bağımsız olarak ayarlanmasını sağlayacağı varsayılmaktadır.

İnsan Dokusu Oluşturmak

Araştırmacılar bir mürekkep püskürtmeli yazıcıdan elde edilen bir mürekkep rengi yerine, oluşturulan biyo-karışımın belirli hücrelerin desenini çoğaltması, farklılaştırması ve uygun dokuya göre yeniden biçimlendirmesi için doğru özelliklere sahip olmasını istiyorlar. Hücrelerin birbirlerine tutturulabileceği jel ve desen bağlanma noktalarının sertliğine odaklanıyorlar. Ulusal Sağlık Enstitüsüne göre, vücuttaki hücre grupları genellikle kendi destek yapılarını veya desenlerini oluştururlar, ancak bilim insanları bunları proteinlerden, plastiklerden ve diğer kaynakları kullanarak da inşa edebilirler. Araştırmacılar, hyalüronik asit ve polietilen glikolün 3D baskı için temel "mürekkep kartuşları" olarak hizmet ettiği bir sistem öngördü. Sistem ayrıca, hücreler için bağlanma yerleri olarak işlev gören farklı hücreler ve ligandlar içeren başka mürekkep kartuşlarına da sahip olacaktır. Sistem, istenen doku tipine göre jel desenlerini doğru sertlikte, hücreler ve ligandlarla basacaktır. Araştırmacılar hem sertliğin hem de bağlanma bölgelerinin hücrelere önemli sinyaller verdiğini düşünüyor. Bu çalışmaları önceki çalışmalardan özellikle ayıran özelliği, mürekkep kombinasyonları ile sertliği ve ligandları bağımsız olarak kontrol etme potansiyeli.