Bioprinter

En bioprinter (bioprinter, sjelden: organisk skriver) er en spesiell form for en 3D-skriver , som er datamaskinkontrollert ved hjelp av vevstekniske teknikker for å produsere vanlige strukturer (såkalte bioarrays) eller vev fra tidligere dyrkede individuelle celler . Senere vil teknologien gjøre det mulig å produsere hele organer . Bioprintere kan brukes i medisin (spesifikke organer), i syntetisk biologi (kunstige livsformer) og i næringsmiddelindustrien (kunstig kjøtt). I følge produsenten er bioprintere i en veldig avansert tilstand av utvikling. Bedrifter som bruker Bioprinter (fra og med 2013) er Organovo og Modern Meadow . Begge har samme grunnleggere. Organovo har medisinske distribusjonsplaner for bioprinterne, først skal kunstige blodkar opprettes for vaskulær kirurgi . Modern Meadow, derimot, vil gjerne bruke dem i næringsmiddelindustrien. Etter eget utsagn ønsker de å produsere syntetisk kjøtt som erstatning for industriell dyreproduksjon. Prosessen er vanligvis referert til som " bioprinting ".

funksjonalitet

En bioprinter fungerer på en lignende måte som en 3D-skriver basert på FDM-prosessen . En ekstruder bygger former fra materialet, i dette tilfellet ikke en termoplast som ABS , men en polymer gel , f.eks. B. basert på alginat , med levende celler innesluttet deri. Organovos Bioprinter bruker en annen lovende teknologi til å deponere dråper, hver inneholder rundt 10.000 til 30.000 individuelle celler. Disse bør senere, stimulert av egnede vekstfaktorer , organisere seg i funksjonelle vevsstrukturer.

Bioprintere har spesielle komponenter, som temperaturregulering, som er veldig viktige for riktig utskrift.

I dag kan teknologien skrive ut bare strukturerte vev som muskler, brusk, hud, deler av leveren og deler av nyrene. Disse er hovedsakelig laget for legemiddeltesting.

Medisinsk bruk

Bioprintere (i forsøksområdet) har vært kjent for medisinske formål siden år 2000. Til dags dato er det foreløpig ikke mulig å skrive ut organer som består av flere typer vev. Noe av forskningen er mer i retning av å bygge opp relativt grove celleaggregasjoner gjennom trykkprosessen, som deretter skal "modnes" til organer gjennom biologisk egenorganisasjon. Et stort problem er for eksempel etableringen av et fungerende blodkar-system.

Imidlertid virker det ganske tenkelig at bioskrivere eller organer opprettet med dem til slutt vil kunne erstatte donororganer. En fordel med bioprinterorganer er at de er skreddersydd til den tiltenkte kroppen. Når det gjelder donororganer, må man vente til et organ er tilgjengelig som passer så godt som mulig. Imidlertid er det vanligvis lite sannsynlig at et donororgan i det hele tatt vil være tilgjengelig. "Utskriftstiden" til et kunstig organ, som varer flere timer, kan være en barriere i tilfelle akutte utilsiktede skader. Grafter som er trykt med en vanlig 3D-skriver og er laget av metall eller plast, teller ikke med til bioprinting ettersom ingen celler brukes. Mindre beindeler eller proteser laget av kalsiumfosfat er allerede produsert ved hjelp av 3D-trykkprosessen. Det er imidlertid vanlig å bruke materiale fra spesialavlet storfe til bein.

Syntetisk biologi

I syntetisk biologi kan bioprintere brukes til å trykke nye livsformer . Et resultat i syntetisk biologi som var oppsiktsvekkende blant publikum var en "medusoid", en kunstig " manet " laget av muskelceller fra rotter og silikon som kunne svømme. Dette ble imidlertid ikke bare generert av en bioprinter.

mat industri

Også mat som kjøtt for å produsere Bioprinter kan brukes i massevis. Selskapet Modern Meadow sier at det allerede har skrevet velsmakende kjøtt, som ble produsert med mindre innsats enn avl og slakting av storfe . Selskapet ønsker å få slutt på slaktingen. For øyeblikket er ikke noe "trykt" kjøtt kommersielt tilgjengelig, selv om dette allerede ville være mulig når det gjelder smak og helse. Professor Stampfl fra Institute for Materials Science and Technology ved Vienna University of Technology estimerte kostnadene for et trykt kjøttstykke i 2013 til minst 50 000 euro.

Den satire av en slik næringsmiddelindustrien ble presentert i 1976 filmen “ Breast eller Leg ”, der Louis de Funès spilt en ledende rolle og i hemmelighet trengt inn i en fabrikk som for eksempel kyllinger ble kunstig produsert.

Nåværende bioprinter

Den nåværende eneste kommersielle bioprinteren tilbys av Organovo, som også investerer i forskning: NovoGen MMX. Prisen er kun tilgjengelig på forespørsel. I tillegg testes metoder for å utvikle bioskrivere basert på kommersielt tilgjengelige blekkskrivere. Hver ”normal” 3D-skriver kan teoretisk bli en bioprinter ved å erstatte plasten med celler. En BioFab 4000 (senere også en BioFab 4500) vises ofte i animasjoner, men den eksisterer egentlig ikke, bare funksjonen skal illustreres. Det samme gjelder en bioprinter som Hewlett-Packard- logoen kan sees på. Det ble sannsynligvis vist der, ettersom mange skrivere er tilknyttet markedsleder Hewlett-Packard. Faktisk tilbyr Hewlett-Packard ingen bioprintere og planlegger for øyeblikket ikke å gjøre det (fra og med 2013).

weblenker

Individuelle bevis

  1. ↑ a b "Bioprinting-teknologi lover å generere komplekse hudmodeller". Hentet 6. mars 2019 .
  2. ↑ Vladimir Mironov, Richard P. Visconti, Vladimir Kasyanov, Gabor Forgacs, Christopher J. Drake, Roger R. Markwald (2009): Orgentrykk: Tissue spheroids as building blocks. Biomaterials Volume 30, Issue 12: 2164–2174 doi : 10.1016 / j.biomaterials.2008.12.084
  3. ^ Richard P Visconti, Vladimir Kasyanov, Carmine Gentile1, Jing Zhang, Roger R Markwald, Vladimir Mironov (2010): Mot organtrykk: engineering av et forgrenet kar-tre. Ekspertuttalelse om biologisk terapi Vol. 10, nr. 3: 409-420 doi : 10.1517 / 14712590903563352
  4. ↑ Werner Pluta: Amerikanske forskere lager kunstige maneter. 23. juli 2012, golemd.de
  5. ↑ Janna C Nawroth, Hyungsuk Lee, Adam W Feinberg, Crystal M Ripplinger, Megan L McCain, Anna Grosberg, John O Dabiri, Kevin Kit Parker (2012): En vevsutviklet manet med biomimetisk fremdrift. Nature Biotechnology 30: 792-797 doi : 10.1038 / nbt.2269
  6. ^ Bone fabrikken , intervju med professor Stampfl av TU Wien på bioprinting, åpnes 13. august 2013.
  7. ↑ Chizuka Henmi, Makoto Nakamura, Yuichi Nishiyama, Kumiko Yamaguchi, Shuichi Mochizuki, Koki Takiura, Hidemoto Nakagawa (2008): Nye tilnærminger for vevsteknikk: tredimensjonal cellemønstering ved hjelp av blekkskriverteknologi. Inflammation and Regeneration Vol.28 No.1: 36-40.