Amin'ny fandrosoana lehibe amin'ny teknikan'ny bioprinting 3D, ny sela sy ny tavy dia noforonina mba hihetsika amin'ny tontolo voajanahary ananany mba hananganana rafitra biolojika 'tena'.
Ny fanontana 3D dia fomba iray izay ampiarahana na hamafisina fitaovana iray eo ambany fanaraha-maso nomerika amin'ny solosaina mba hamoronana zavatra na singa telo refy. Ny "Rapid Prototyping" sy ny "Additive Manufacturing" dia teny hafa ampiasaina hilazana ity teknika famoronana zavatra na singa sarotra ity amin'ny alàlan'ny fametrahana sosona fitaovana sy fananganana tsikelikely - na fomba "additive" fotsiny. Ity teknolojia miavaka ity dia efa nisy nandritra ny telopolo taona taorian'ny nahitana azy tamin'ny fomba ofisialy tamin'ny 1987, vao haingana izy io no naseho ho malaza tsy ho fitaovana famokarana prototype fotsiny fa manolotra singa miasa feno. Izany no mety ho vitan'ny fanontana 3D ka mahatonga azy io ho fanavaozana lehibe amin'ny sehatra maro, anisan'izany ny injeniera, ny famokarana ary ny fitsaboana.
Misy karazana fomba fanamboarana fanampiny samihafa azo ampiasaina izay manaraka dingana mitovy mba hahazoana ny vokatra farany. Amin'ny dingana voalohany manan-danja, ny famolavolana dia noforonina tamin'ny alàlan'ny rindrambaiko CAD (Computer-Aided-Design) amin'ny solosaina - antsoina hoe drafitra nomerika. Ity rindrambaiko ity dia afaka maminavina ny fomba hivoahan'ny rafitra farany sy ny fitondran-tenany, noho izany ity dingana voalohany ity dia tena ilaina mba hahazoana vokatra tsara. Avy eo dia avadika ho endrika ara-teknika (antsoina hoe rakitra .stl na fiteny tessellation mahazatra) ity famolavolana CAD ity izay ilaina mba hahafahan'ny mpanonta 3D mandika ny torolàlana momba ny famolavolana. Manaraka, mila apetraka ny mpanonta 3D (mitovy amin'ny mpanonta 2D mahazatra, an-trano na birao) ho an'ny fanontana tena izy - tafiditra ao anatin'izany ny fanamboarana ny habe sy ny fironana, ny fisafidianana ny pirinty landscape na portrait, ny famenoana ny cartridges amin'ny vovoka mety. Avy eo dia manomboka ny dingana fanontana ny mpanonta 3D , manangana tsikelikely ny famolavolana sosona mikroskopika iray isaky ny mandeha. Matetika io sosona io dia manodidina ny 0.1mm ny hateviny na dia azo amboarina aza mba hifanaraka amin'ny zavatra manokana izay atao pirinty. Mandeha ho azy ny ankamaroan'ny fomba fiasa manontolo ary tsy ilaina ny fidirana an-tsehatra ara-batana, fa fanamarinana tsy tapaka fotsiny mba hahazoana antoka fa miasa tsara ny asa. Maharitra ora maromaro ka hatramin'ny andro maromaro ny famitana zavatra iray, arakaraka ny habeny sy ny fahasarotan'ny famolavolana. Ankoatra izany, satria fomba fiasa "fanampiny" izy io, dia ara-toekarena, sariaka amin'ny tontolo iainana (tsy misy fandaniam-poana) ary manome sehatra malalaka kokoa ho an'ny famolavolana.
Ny ambaratonga manaraka: 3D Bioprinting
Fanitarana ny fanontana 3D nentim-paharazana ny bioprinting miaraka amin'ireo fandrosoana vao haingana izay ahafahana mampihatra ny fanontana 3D amin'ny fitaovana biolojika velona. Na dia efa ampiasaina amin'ny famolavolana sy famokarana fitaovana ara-pitsaboana mandroso aza ny fanontana inkjet 3D, dia mila mandroso dingana iray fanampiny mba hanontana, hijerena ary hahatakarana ireo molekiola biolojika. Ny fahasamihafana lehibe dia tsy toy ny fanontana inkjet, ny bioprinting dia mifototra amin'ny bio-ink, izay ahitana rafitra sela velona. Noho izany, amin'ny bioprinting, rehefa ampidirina ny modely nomerika manokana, dia pirintina sy amboarina tsikelikely ny sela velona manokana. Noho ny singa sela tena sarotra amin'ny vatana velona, dia mandroso miadana ny bioprinting 3D ary ny fahasarotana toy ny fisafidianana fitaovana, sela, anton-javatra, sela dia miteraka fanamby fanampiny amin'ny fomba fiasa. Ireo fahasarotana ireo dia azo vahana amin'ny alàlan'ny fanitarana ny fahatakarana amin'ny alàlan'ny fampidirana teknolojia avy amin'ny sehatra iraisam-pirenena toy ny biolojia, fizika ary fitsaboana.
Fandrosoana lehibe amin'ny bioprinting
Tao anatin'ny fanadihadiana navoaka tao amin'ny Advanced Functional Materials , ireo mpikaroka dia namorona teknika bioprinting 3D izay mampiasa sela sy molekiola izay hita matetika ao amin'ny sela voajanahary (tontolo iainany) mba hamoronana rafitra na endrika mitovy amin'ny rafitra biolojika 'tena izy'. Ity teknika bioprinting manokana ity dia mampifangaro ny 'fanangonana tena molekiola' amin'ny 'fanontana 3D' mba hamoronana rafitra biomolekiola sarotra. Ny fanangonan-tena molekiola dia dingana iray izay andraisan'ny molekiola fandaminana voafaritra ho azy ireo mba hanatanterahana asa manokana. Ity teknika ity dia mampiditra 'fanaraha-maso bitika sy makroskopika ny endri-javatra ara-drafitra' izay omen'ny 'fanontana 3D' miaraka amin'ny 'fanaraha-maso molekiola sy nano-scale' azo atao amin'ny 'fanangonana tena molekiola'. Mampiasa ny herin'ny fanangonan-tena molekiola izy io mba handrisihana ny sela izay atao pirinty, izay fetra amin'ny fanontana 3D rehefa tsy manome izany fomba izany ny 'ranomainty fanontana 3D' mahazatra.
'Nampiditra' rafitra tao anaty 'bio ink' izay mitovy amin'ny tontolo iainany ao anatin'ny vatana ireo mpikaroka ka nahatonga ireo rafitra ireo hiasa toy ny ao anatin'ny vatana. Ity bio-ink ity, antsoina koa hoe ranomainty miangona ho azy, dia manampy amin'ny fanaraha-maso na fanovana ny toetra simika sy ara-batana mandritra sy aorian'ny fanontana, izay ahafahana mandrisika ny fihetsiky ny sela araka izany. Ny mekanisma miavaka rehefa ampiharina amin'ny bioprinting dia ahafahantsika manao fandinihana momba ny fomba fiasan'ireo sela ireo ao anatin'ny tontolo iainany, ka manome antsika topimaso sy fahatakarana ny toe-javatra biolojika tena izy. Mampitombo ny fahafahana manorina rafitra biolojika 3D izany amin'ny alàlan'ny fanontana karazana biomolecules maro samihafa afaka miangona ho rafitra voafaritra tsara amin'ny ambaratonga maro.
Tena manantena ny ho avy!
Ny fikarohana bioprinting dia efa ampiasaina amin'ny famokarana karazana tavy isan-karazany ary noho izany dia mety ho tena zava-dehibe ho an'ny injeniera amin'ny tavy sy ny fitsaboana fanavaozana mba hamahana ny filana tavy sy taova mety amin'ny famindrana - hoditra, taolana, grefy, tavy fo sns. manokatra karazan-javatra maro samihafa hamolavola sy hamoronana toe-javatra biolojika toy ny tontolon'ny sela saro-pady sy manokana mba ahafahan'ny firoboroboan'ny injeniera amin'ny alàlan'ny famoronana zavatra na fananganana - eo ambany fifehezana nomerika ary miaraka amin'ny fahitsiana molekiola - izay mitovitovy amin'ny tavy ao amin'ny vatana. Ny sela velona, ny taolana, ny lalan-drà ary, mety sy ny taova manontolo, dia azo atao ny mamorona fomba fitsaboana, fanofanana, fitiliana, fikarohana ary hetsika fitadiavana zava-mahadomelina. Ny taranaka tena voafaritra manokana amin'ny fananganana manokana ho an'ny marary dia afaka manampy amin'ny famolavolana fitsaboana marina, kendrena ary manokana.
Ny iray amin'ireo sakana lehibe indrindra amin'ny bioprinting sy ny fanontana inkjet 3D amin'ny ankapobeny dia ny fampivoarana rindrambaiko mandroso sy saro-takarina mba hiatrehana ny fanamby amin'ny dingana voalohany amin'ny fanontana - famoronana endrika na drafitra mety. Ohatra, ny drafitra zavatra tsy velona dia azo foronina mora foana fa rehefa tonga amin'ny famoronana modely nomerika toy ny aty na fo, dia sarotra sy tsy mora toy ny ankamaroan'ny zavatra ara-nofo izany. Ny bioprinting dia manana tombony maro - fanaraha-maso mazava tsara, famerimberenana ary famolavolana tsirairay saingy mbola misy fanamby maromaro - ny zava-dehibe indrindra dia ny fampidirana karazana sela maromaro ao anaty rafitra ara-habakabaka satria ny tontolo iainana dia dinamika ary tsy static. Ity fandalinana ity dia nandray anjara tamin'ny fandrosoan'ny bioprinting 3D ary sakana maro no azo esorina amin'ny fanarahana ny foto-keviny. Mazava fa ny fahombiazan'ny bioprinting dia misy lafiny maro mifamatotra amin'izany. Ny lafiny manan-danja indrindra izay afaka manome hery ny bioprinting dia ny fampivoarana biomaterials mifandraika sy mety, ny fanamafisana ny famaha ny fanontana ary koa ny vascularisation mba hahafahana mampihatra ity teknolojia ity amin'ny klinika. Toa tsy azo atao ny 'mamorona' taova miasa tanteraka sy azo ampiasaina ho an'ny famindrana olombelona amin'ny alàlan'ny bioprinting, saingy na izany aza dia mandroso haingana ity sehatra ity ary maro ny fivoarana eo amin'ny laharana voalohany ao anatin'ny taona vitsivitsy monja. Tokony ho azo tanterahina ny mandresy ny ankamaroan'ny fanamby ateraky ny bioprinting satria efa eo amin'ny lalana mankany amin'ny bioprinting sarotra mahomby ireo mpikaroka sy injeniera biomedika.
Olana sasany amin'ny Bioprinting
Ny teboka iray tena manan-danja eo amin'ny sehatry ny bioprinting dia ny hoe saika tsy azo atao amin'izao dingana izao ny fitsapana ny fahombiazana sy ny fiarovana ny fitsaboana biolojika 'manokana' atolotra ho an'ny marary mampiasa ity teknika ity. Ankoatra izany, ny fandaniana mifandraika amin'izany fitsaboana izany dia olana lehibe indrindra raha ny famokarana no resahina. Na dia azo atao aza ny mampivelatra taova miasa izay afaka manolo ny taova olombelona, na dia amin'izany aza, amin'izao fotoana izao dia tsy misy fomba azo antoka hanombanana raha hanaiky sela vaovao na taova artifisialy novokarina ny vatan'ny marary ary raha hahomby mihitsy ny famindrana toy izany.
Tsena mitombo ny fanaovana pirinty biolojika ary hifantoka amin'ny fivoaran'ny sela sy taova ary angamba afaka am-polony taona vitsivitsy dia hisy vokatra vaovao ho hita amin'ny fanaovana pirinty 3D ny taova sy ny famindrana taova amin'ny olombelona. Ny fanaovana pirinty biolojika 3D dia mbola ho fivoarana ara-pitsaboana manan-danja sy mifandraika indrindra amin'ny androm-piainantsika.
***
Source (s)
Hedegaard CL 2018. Fanangonana tena ara-hidrodinamika ny bioinks Peptide-Protein. Fitaovana miasa mandroso . https://doi.org/10.1002/adfm.201703716
***
