A eventual criação de peças biológicas de reposição requer recursos totalmente tridimensionais que a bioprinting de película fina bidimensional e tridimensional não pode fornecer. Agora, usando um gel de tensão de escoamento, Os engenheiros da Penn State podem colocar pequenos agregados de células exatamente onde desejam construir as formas complexas que serão necessárias para substituir o osso, cartilagem e outros tecidos.

"A razão pela qual isso é importante é que as técnicas atuais de bioimpressão de agregados celulares não podem fazer configurações complicadas e são principalmente em filmes finos 2-D e 3-D ou configurações simples, "disse Ibrahim T. Ozbolat, Hartz Family Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics. "Se quisermos um 3D complicado, precisamos de um campo de apoio. "

Esse campo de apoio, os pesquisadores relatam hoje (16 de outubro) em Física da Comunicação é um gel de estresse de escoamento. Os géis de estresse de rendimento são incomuns porque, sem estresse, eles são géis sólidos, mas sob estresse, eles se tornam líquidos.

Os pesquisadores estão usando um sistema de bioprinting assistido por aspiração que eles demonstraram no início deste ano para coletar agregados de células e colocá-los precisamente dentro do gel. O estresse do bocal de aspiração contra o gel o liquefaz, mas uma vez que o bocal de aspiração libera agregados celulares e retira, o gel volta ao estado sólido novamente, autocura. As minúsculas bolas de células repousam umas sobre as outras e se auto-montam, criar uma amostra de tecido sólido dentro do gel.

Os pesquisadores podem colocar diferentes tipos de células, em pequenos agregados, juntos para formar a forma exigida com a função exigida. Formas geométricas, como os anéis de cartilagem que sustentam a traqueia, pode ser suspenso dentro do gel.

"Tentamos dois tipos diferentes de géis, mas o primeiro era um pouco complicado de remover, "disse Ozbolat." Tínhamos que fazer isso lavando. Para o segundo gel, usamos uma enzima que liquefaz o gel e o remove facilmente. "

“O que estamos fazendo é muito importante porque estamos tentando recriar a natureza, "disse Dishary Banerjee, pesquisador de pós-doutorado em ciências da engenharia e mecânica. "Nesta tecnologia é muito importante ser capaz de fazer uma forma livre, formas complexas de esferóides. "

Os pesquisadores usaram uma variedade de abordagens, criando modelos teóricos para obter uma compreensão física do que estava acontecendo. Eles então usaram experimentos para testar se esse método poderia produzir formas complexas.