Ce este Bioprinting?

Bioprinting este o nouă zonă de cercetare și inginerie care implică dispozitive de imprimare care depun material biologic. Scopul pe termen lung este ca tehnologia să poată fi utilizată pentru a crea organe de înlocuire sau chiar organisme întregi din materii prime biologice.

Astăzi, bioimprimatoarele sunt în stadiu de dezvoltare și sunt utilizate în principal ca instrumente științifice. Le lipsește viteza și reglajul necesar pentru implementarea comercială, deși acea zi ar putea să nu fie departe. Primele bioimprimante au depus picături de până la 100 de picolitri (prin comparație, volumul unei celule este de aproximativ 3 picolitri, iar cele mai bune imprimante cu jet de cerneală pot depune picături de 1-5 picolitri în volum) cu o rată de zeci de mii pe secundă. Bioimprimatoarele mai recente pot extruda celule individuale dintr-o micropipetă la o viteză mai mică.

O bioimprimantă dezvoltată de Gabor Forgacs, un biofizician la Universitatea Missouri din Columbia, a folosit combinații de „biocerneală” și „biohârtie” pentru a imprima structuri 3D complexe, deși nu la rezoluție celulară. Funcționând la 10,000 de puncte pe secundă (10 kHz), o imprimantă de 100 de picolitri poate produce 60 de microlitri de țesut pe minut sau 86 de mililitri pe zi, o cantitate de țesut care ar putea umple aproape o eprubetă obișnuită. Dezavantajul imprimantei de 100 de picolitri este rezoluția sa scăzută – majoritatea țesuturilor organice cu care suntem familiarizați necesită o organizare precisă la nivel de celule pentru a funcționa corect.

Când Forgacs a folosit abordarea cu micropipetă cu rezoluție unicelulară, au reușit să creeze țesut funcțional, viu, care se comporta ca organul din care provine. De exemplu, când au folosit bioprinterul pentru a depune celule de inimă de pui pe un vas, au început să bată sincron. Având în vedere o hartă foarte detaliată a rețelelor celulare dintr-o inimă umană, nu există bariere fundamentale între trecerea de la această bioimprimantă rudimentară la una care imprimă organe umane complete într-un deceniu sau două.

Bioimprimatoarele pot fi găsite în întreaga ficțiune științifico-fantastică. De exemplu, în Al cincilea element, unul dintre personajele principale își face corpul creat de o bioimprimantă în scena de deschidere a filmului. Unii chiar au lăudat bioimprimarea ca o posibilă cale către nemurire, dar acest lucru este îndoielnic pe termen scurt, din cauza dificultății de a evita perturbarea celulelor de suprafață atunci când se înlocuiesc celulele interioare îmbătrânite.