La eventual creación de piezas biológicas de repuesto requiere capacidades completamente tridimensionales que la bioimpresión de película delgada bidimensional y tridimensional no puede proporcionar. Ahora, usando un gel de límite elástico, Los ingenieros de Penn State pueden colocar pequeños agregados de células exactamente donde quieren construir las formas complejas que serán necesarias para reemplazar el hueso. cartílago y otros tejidos.

"La razón por la que esto es importante es que las técnicas actuales de bioimpresión de agregados celulares no pueden realizar configuraciones complicadas y se realizan principalmente en películas delgadas 2-D y 3-D o configuraciones simples, "dijo Ibrahim T. Ozbolat, Hartz Family Career Development Profesor Asociado de Ciencias de la Ingeniería y Mecánica. "Si queremos un 3D complicado, necesitamos un campo de apoyo ".

Ese campo solidario los investigadores informan hoy (16 de octubre) en Física de la comunicación es un gel de límite elástico. Los geles de tensión de producción son inusuales ya que sin tensión son geles sólidos, pero bajo estrés se vuelven líquidas.

Los investigadores están utilizando un sistema de bioimpresión asistida por aspiración que demostraron a principios de este año para recoger agregados de células y colocarlos precisamente dentro del gel. La tensión de la boquilla de aspiración contra el gel lo licua, pero una vez que la boquilla de aspiración libera agregados celulares y se retira, el gel vuelve a solidificarse de nuevo, autocuración. Las diminutas bolas de células descansan unas sobre otras y se autoensamblan, creando una muestra de tejido sólido dentro del gel.

Los investigadores pueden colocar diferentes tipos de células, en pequeños agregados, juntos para formar la forma requerida con la función requerida. Formas geométricas como los anillos de cartílago que sostienen la tráquea, podría suspenderse dentro del gel.

"Probamos dos tipos diferentes de geles, pero el primero fue un poco complicado de quitar, "dijo Ozbolat." Tuvimos que hacerlo mediante el lavado. Para el segundo gel, utilizamos una enzima que licuaba el gel y lo eliminaba fácilmente ".

"Lo que estamos haciendo es muy importante porque intentamos recrear la naturaleza, "dijo Dishary Banerjee, Investigador postdoctoral en ingeniería y mecánica. "En esta tecnología es muy importante poder hacer formas libres, formas complejas de esferoides ".

Los investigadores utilizaron una variedad de enfoques, creando modelos teóricos para obtener una comprensión física de lo que estaba sucediendo. Luego utilizaron experimentos para probar si este método podía producir formas complejas.