ไบโอปรินเตอร์: ฟังก์ชันงานและโรค

Bioprinters เป็นเครื่องพิมพ์สามมิติชนิดพิเศษ ขึ้นอยู่กับวิศวกรรมเนื้อเยื่อที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์สามารถผลิตเนื้อเยื่อหรือสารชีวภาพได้ ในอนาคตน่าจะเป็นไปได้ที่จะผลิตอวัยวะและสิ่งมีชีวิตเทียมด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา

ไบโอปรินเตอร์คืออะไร?

Bioprinters เป็นเครื่องพิมพ์สามมิติชนิดพิเศษ เครื่องพิมพ์ชีวภาพเป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคสำหรับการพิมพ์เนื้อเยื่อและอวัยวะทางชีวภาพในรูปแบบสามมิติโดยการถ่ายโอนไปยังเซลล์ของสิ่งมีชีวิต สาขาการพิมพ์ 3 มิตินี้ยังอยู่ในขั้นทดลองและส่วนใหญ่จะได้รับการตรวจสอบในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ในมหาวิทยาลัย เป้าหมายคือการสร้างความเป็นไปได้ในการผลิตเนื้อเยื่อและอวัยวะทดแทนที่สามารถใช้ในการรักษาพยาบาลได้ คำกิจกรรมสำหรับไบโอปรินเตอร์เรียกว่าไบโอปรินเตอร์ การพิมพ์ชีวภาพเริ่มต้นด้วยองค์ประกอบพื้นฐานของเนื้อเยื่อหรืออวัยวะเป้าหมาย ไบโอปรินเตอร์ใช้เฉพาะในสภาพแวดล้อมในห้องปฏิบัติการ เครื่องพิมพ์ 3 มิติพิเศษจัดเก็บและสร้างเซลล์บาง ๆ ผ่านการพิมพ์ หัว ผลที่ตามมา. ในการทำเช่นนี้ไฟล์ หัว ของไบโอปรินเตอร์จะเลื่อนไปทางซ้ายขวาขึ้นหรือลง เครื่องพิมพ์ชีวภาพใช้หมึกชีวภาพหรือโปรโตคอลการแปรรูปทางชีวภาพเพื่อสร้างวัสดุอินทรีย์ เหล่านี้เป็นไบโอโพลีเมอร์ที่มีเซลล์จากสิ่งมีชีวิตและไฮโดรเจลที่มีมากถึง 90% น้ำ. คุณสมบัติการไหลต้องได้รับการคำนวณอย่างแม่นยำ ในแง่หนึ่งไฟล์ มวล ต้องมีของเหลวเพียงพอเพื่อไม่ให้เข็มของกระบอกฉีดยาอุดตันและในทางกลับกันต้องมีความแข็งเพียงพอเพื่อให้โครงสร้างของชิ้นงานมีความทนทาน การใช้งานอื่น ๆ สำหรับการพิมพ์ทางชีวภาพ ได้แก่ การโยกย้าย, ศัลยกรรม การรักษาด้วย, วิศวกรรมเนื้อเยื่อและการผ่าตัดสร้าง

แบบฟอร์มประเภทและชนิด

ปัจจุบันเครื่องพิมพ์ไบโอปรินเตอร์ถูกนำมาใช้อย่างประปรายในภาคการค้า เนื่องจากการพิมพ์ทางชีวภาพอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาจึงยังไม่ได้รับการยืนยันสายพันธุ์หรือประเภทของเครื่องพิมพ์ชีวภาพที่โตเต็มที่ในขณะนี้ อย่างไรก็ตามโดยหลักการแล้วเครื่องพิมพ์ 3 มิติใด ๆ ก็สามารถใช้สำหรับการพิมพ์ทางชีวภาพได้ ในการทำเช่นนั้นพีวีซีที่ใช้กันทั่วไป ผง จะต้องถูกแทนที่ด้วยเซลล์ที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังมีการทดสอบกระบวนการซึ่งสามารถพัฒนาเครื่องพิมพ์ไบโอปรินเตอร์จากเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทปกติได้ ต้องใส่หมึกชีวภาพที่มีความต้องการสูง ตัวอย่างเช่นสารใด ๆ ที่จะใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสากลที่เข้มงวด ก่อนที่จะนำไปใช้ในการพิมพ์ทางชีวภาพสารดังกล่าวต้องผ่านการทดสอบหลายปี

โครงสร้างและโหมดการทำงาน

วิธีการทำงานของไบโอปรินเตอร์นั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงานของเครื่องพิมพ์สามมิติทั่วไป แม่พิมพ์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องอัดรีด อย่างไรก็ตามไม่มี PVC ผง ถูกนำมาใช้เช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์สามมิติทั่วไป แต่เจลโพลีเมอร์มักขึ้นอยู่กับอัลจิเนต เครื่องพิมพ์ชีวภาพในปัจจุบันซึ่งใช้กันเป็นระยะ ๆ ในทางปฏิบัติผลิตละอองแต่ละเซลล์ที่มีเซลล์ระหว่าง 3 ถึง 10,000 เซลล์ การจัดระเบียบของเซลล์เดียวเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยการเจริญเติบโตที่เหมาะสมควรจะรวมตัวกันเพื่อสร้างโครงสร้างเนื้อเยื่อที่ใช้งานได้ เครื่องพิมพ์ชีวภาพต้องการการควบคุมอุณหภูมิเพื่อการพิมพ์ที่แม่นยำ เครื่องพิมพ์ชีวภาพในปัจจุบันมีขนาดใหญ่มากและมีความกว้างความยาวและความสูงได้หลายเมตร โดยปกติคอมพิวเตอร์จะอยู่นอกเครื่องพิมพ์จะควบคุมลูกสูบของกระบอกฉีดยา พื้นฐานสำหรับสิ่งนี้คือข้อมูลที่มีอยู่แบบดิจิทัลของโมเดล 30,000 มิติ ไบโอลิงค์ถูกผลักออกจากหัวฉีดสเปรย์มากถึงแปดหัวและโครงสร้างที่ต้องการจะถูกสร้างขึ้นบนแท่น

ประโยชน์ทางการแพทย์และสุขภาพ

โดยหลักการแล้วเครื่องพิมพ์ชีวภาพคาดว่าจะถูกนำมาใช้ในสามด้านโดยเฉพาะในอนาคต ได้แก่ การแพทย์อุตสาหกรรมอาหารและชีววิทยาสังเคราะห์ ในทางการแพทย์การใช้เครื่องพิมพ์ชีวภาพเป็นไปได้และมองเห็นได้ในสาขาย่อยของการผ่าตัด การรักษาด้วย, การผ่าตัดเสริมสร้าง, การบริจาคอวัยวะและ การโยกย้าย. โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของอวัยวะโดยเครื่องพิมพ์ชีวภาพข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งที่ชัดเจนคือการจับคู่ที่ตรงกับร่างกายที่ต้องการ การโยกย้าย. ด้วยวิธีนี้การค้นหาอวัยวะของผู้บริจาคที่เหมาะสมและตรงกับร่างกายผู้รับซึ่งปัจจุบันยังจำเป็นอยู่จึงสามารถยกเลิกได้ ในการผ่าตัดสร้างใหม่คาดว่าจะทำให้ง่ายขึ้นและดีขึ้นที่นี่มีขั้นตอนที่เป็นไปได้ซึ่งเซลล์ถูกนำมาจากส่วนต่างๆของร่างกายของผู้ป่วยเช่นหูนิ้วและหัวเข่า เซลล์เหล่านี้จะทวีคูณในห้องปฏิบัติการ แล้วเติมไบโอโพลีเมอร์ จากการระงับดังกล่าวในทางทฤษฎีไบโอปรินเตอร์สามารถสร้างการต่อกิ่งได้ จากนั้นจะฝังในผู้ป่วย เซลล์ของร่างกายจะย่อยสลายไบโอพอลิเมอร์เมื่อเวลาผ่านไป ข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในความจริงที่ว่าการปลูกถ่ายไม่ได้รับการปฏิเสธจากร่างกาย นอกจากนี้การปลูกถ่ายดังกล่าวสามารถทำได้ ขึ้น กับร่างกาย เหตุผลสำหรับคุณสมบัติเชิงบวกนี้คือรากเทียมเชื่อมโยงกับระบบควบคุมการเจริญเติบโตของผู้ป่วย สาขาการวิจัยเกี่ยวกับการใช้ชีวภาพรากฟันเทียม ในทางการแพทย์ยังคงดำเนินต่อไป ขึ้น. ในขณะนี้การผลิตการต่อกิ่งจาก กระดูกอ่อน, เช่น a จมูกเป็นไปได้มาก สิ่งที่สำคัญกว่าคือการผลิตอวัยวะของร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งจำนวนเส้นเลือดฝอยที่ต้องใช้ในการส่งอวัยวะนั้นไม่สามารถทำได้ด้วยความแม่นยำที่จำเป็น ปัญหาอีกประการหนึ่งอาจเกิดจากความจริงที่ว่าในโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นอวัยวะของร่างกายเซลล์ต่าง ๆ จะต้องประสานงานและสื่อสารกันเพื่อทำหน้าที่ต่างกัน เครื่องพิมพ์ชีวภาพยังสามารถใช้ในการผลิตเนื้อสัตว์ในอุตสาหกรรมอาหาร บริษัท แรกมี - ตามงบของตนเอง - พิมพ์ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวสำเร็จแล้ว กล่าวกันว่าทั้งอร่อยและเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่าการเชือด อย่างไรก็ตามปัจจุบันยังไม่มีการจำหน่ายเนื้อสัตว์ที่พิมพ์โดยการพิมพ์ทางชีวภาพ