Forscher erstellen Open-Source-DIY-Bioprinter aus einem kommerziellen 3D-Drucker

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Der auf Spritzen basierende Bioprinter kann für einen Bruchteil der Kosten in fast jeden Standard-3D-Drucker integriert werden

Von Warren Miller, beitragender Autor

3D Bioprinters revolutionieren die Biowissenschaften, aber ihre unerschwinglichen Kosten und ihre Komplexität erschweren vielen Menschen den Zugang zu ihnen. Forscher der Carnegie Mellon University haben eine mögliche Lösung für Forscher mit einem knappen Budget entwickelt - einen auf einer Spritze basierenden Bioprinter, der auf Open Source-Basis in fast jedem Standard-3D-Drucker für einen Bruchteil der Kosten eingesetzt werden kann.

In einer Veröffentlichung über den Large Volume Extender (LVE), die in HardwareX veröffentlicht wurde, lieferte das Carnegie Mellon-Team detaillierte Anweisungen zur Installation des Mechanismus und zum Drucken von Biomaterialien. Der LVE verwendet eine 60-ml-Spritze als Tintenreservoir und kann Flüssigkeiten mit einem Düsendurchmesser von nur 100 μm drucken. Indem sie ihr Design für alle frei verfügbar machen, hoffen die Forscher, es anderen zu erleichtern, mit dem Drucken von 3D-Biomaterialien zu experimentieren und zu experimentieren.

"Im Wesentlichen haben wir einen Bioprinter entwickelt, den Sie für unter $ 500 bauen können. Ich würde behaupten, dass er auf Augenhöhe mit vielen ist, die viel mehr Geld kosten", sagte Adam Feinberg, Mitautor der Fachzeitschrift für Papier und Materialwissenschaften Assistenzprofessor für Biomedizintechnik an der CMU. "Die meisten 3D-Bioprinters starten zwischen $ 10K und $ 20K. Dies ist deutlich günstiger und wir bieten sehr detaillierte Lehrvideos. Es geht in Wirklichkeit darum, Technologien zu demokratisieren und zu versuchen, sie in die Hände anderer Menschen zu bringen. "

Der auf Spritzen basierende Bioprinter kann für einen Bruchteil der Kosten in fast jeden Standard-3D-Drucker integriert werden. Bildquelle: sciencedirect.com.

Bislang war das 3D-Bioprinting nur in kleinem Maßstab möglich. Bei der Arbeit mit kleineren Materialmengen könnten Forscher Modelle mit hoher Auflösung herstellen. Mit steigendem Volumen verloren die Modelle jedoch an Qualität und Konsistenz. Das LVE kann Modelle erzeugen, die so groß wie das menschliche Herz sind, ohne dass Details oder Auflösungen verloren gehen.

Der Drucker kann mit einer Vielzahl von Biomaterialien verwendet werden, aber komplexe Zellen, die eine erhebliche Menge an Konnektivität erfordern - wie die Muskeln und Nerven um ein menschliches Herz herum - stehen noch nicht auf der Liste. Es kann jedoch nicht lange dauern, bis Drucker diese Arten von Zellen miteinander verbinden oder sogar einfache Muskeln und Nerven erzeugen können. Sobald das möglich ist, stellen Sie sich einfach die Arten von Dingen vor, die aus einem 3D-Drucker entstehen könnten. Vielleicht sind kleine mikromechanische Geräte in Verbindung mit biologischen Zellen, Muskeln und Nervengewebe die Art, wie Miniatur-Roboter hergestellt werden.

Die komplexeste Konnektivität auf Zellebene findet sich natürlich im Gehirn. Es würde wahrscheinlich viele weitere Innovationen erfordern, um sogar einen Teil eines Gehirns in 3D zu drucken, aber ich bin mir sicher, dass es irgendwo auf der Welt Wissenschaftlerteams gibt, die darüber nachdenken.

Zurück in die Realität sollte der Open-Source-Aspekt dieses neuen Designs nicht übersehen werden. Diese Art von Technologie für die Welt verfügbar zu machen, könnte ein großer Fortschritt für die biomedizinische Forschung sein. "Wir stellen uns dies als die erste von vielen Technologien vor, die wir in die Open-Source-Umgebung einbringen, um das Feld voranzutreiben", sagte Feinberg. "Es ist etwas, an das wir wirklich glauben."