Yeni, kolayca benimsenen, 3D baskılı bir cihaz, bilim adamlarının daha da fazla kontrol ve karmaşıklığa sahip insan dokusu modelleri oluşturmasını sağlayacaktır. Washington Üniversitesi ve UW Medicine’deki disiplinler arası bir araştırmacı grubu, cihazın geliştirilmesine öncülük etti.
Son zamanlarda hız ve doğrulukta başka büyük ilerlemelere tanık olan 3D doku mühendisliği, biyomedikal araştırmacıların bir dizi hastalık için tedavileri tasarlamasına ve test etmesine yardımcı olur.
Doku mühendisliğinin bir amacı, hücrelerin doğal yaşam alanlarını yeniden yaratan laboratuvar yapımı ortamlar yaratmaktır.
Hücreleri iki bağımsız direk arasında bir jel içinde askıya almak, kalp, akciğer, cilt ve kas-iskelet dokusunun büyümesi için mevcut modelleme platformlarından biridir.
Bu yaklaşım, hücrelerin vücudun içinde olduğu gibi davranmasına izin verirken, birden fazla doku türünü birlikte incelemeyi kolaylaştırmamıştır. Dokuların bileşimi ve mekansal düzeni üzerinde daha hassas kontrol, bilim adamlarının nöromüsküler bozukluklar gibi karmaşık hastalıkları modellemelerine olanak tanır.
Advanced Science’da yayınlanan bir makale, yeni platformun bilim adamlarının hücrelerin mekanik ve fiziksel ipuçlarına nasıl tepki verdiğini ve asılı bir dokuda farklı bölgeler oluşturduğunu nasıl incelemesine nasıl izin verdiğini detaylandırıyor. 3D baskılı cihaz STOMP (Askıya Alınmış Doku Açık Mikroakışkan Desen) olarak bilinir.
UW kimya profesörü Ashleigh Theberge ve makine mühendisliği profesörü ve UW Tıp Kök Hücre ve Rejeneratif Tıp Enstitüsü’nün geçici eş direktörü Nate Sniadecki, bilimsel ekibe liderlik etti. Grup, cihazlarının kemik ve bağ gibi biyolojik arayüzleri veya fibrotik ve sağlıklı kalp dokusunu yeniden oluşturabileceğini gösterdi.
Makalenin ilk yazarları, Tıp Fakültesi’nin tıp bilimcisi programında öğrenci ve Theberge Lab’de doktora sonrası araştırmacı olan Amanda Haack ve kimya alanında doktora öğrencisi Lauren Brown’dı. UW öğretim üyeleri kimya mühendisliği ve biyomühendislik profesörü Cole DeForest ve Diş Hekimliği Fakültesi’nde ağız biyolojisi profesörü Tracy Popowics ortak yazarlardır.
STOMP, araştırmacıların bir tatlı kalıbında Jell-O yapmakla basit terimlerle karşılaştırdığı döküm adı verilen bir doku mühendisliği yöntemini geliştirir. Laboratuvarda jel, canlı ve sentetik malzemelerin bir karışımıdır. Bunlar bir kalıba dökülmek yerine bir çerçeveye pipetlenir. STOMP, bilim insanlarının bir deneyin gerektirdiği herhangi bir düzende farklı hücre türlerini ayırmalarına izin vermek için kılcal etki kullanır – bir içme bardağında bir pipete kadar akan suyu düşünün – Jell-O’da meyve parçalarını eşit olarak yayan bir aşçı gibi.
Araştırmacılar STOMP’ı iki deneyde test etti: biri hastalıklı ve sağlıklı tasarlanmış kalp dokusunun kasılma dinamiklerini karşılaştırdı ve diğeri bir dişi kemik yuvasına bağlayan bağı modelledi.
STOMP cihazı yaklaşık bir parmak ucu büyüklüğündedir. Kalp hücrelerinin kasılma kuvvetini ölçmek için orijinal olarak Sniadecki Lab tarafından geliştirilen iki direkli bir sisteme bağlanır. Küçük donanım parçası, farklı hücre tiplerinin aralığını ve bileşimini manipüle etmek ve ek ekipman veya yeteneklere ihtiyaç duymadan tek asılı doku içinde birden fazla bölge oluşturmak için geometrik özelliklere sahip açık bir mikroakışkan kanal içerir.
DeForest Research Group’un hidrojel teknolojisi, STOMP’u başka bir tasarım özelliğiyle yükseltti: parçalanabilir duvarlar. Doku mühendisleri cihazın kenarlarını parçalayabilir ve dokuları sağlam bırakabilir.
Sniadecki, “Normalde hücreleri 3D bir jele koyduğunuzda, her şeyi bir araya getirmek için kendi kasılma güçlerini kullanırlar – bu da dokunun kalıbın duvarlarından uzaklaşmasına neden olur. Ancak her hücre süper güçlü değildir ve her biyomalzeme bu şekilde yeniden şekillendirilemez. Yani bu tür bir yapışmaz kalite bize daha fazla çok yönlülük sağladı.”
Theberge, diğer takımların STOMP’ı nasıl kullanacağı konusunda heyecanlı.
“Bu yöntem, doku mühendisliği ve hücre sinyalizasyon araştırmaları için yeni olanaklar açıyor” dedi. “Disiplinler arasında çalışan birden fazla grubun gerçek bir takım çalışmasıydı.”
Kaynak ve devamına Buradan ulaşabilirsiniz.