UpNano naśladuje naturalną topografię tkanek do badań biomedycznych

Połączenie drukarki 3D firmy 2Photon z innowacyjnym bio-inkrustem na bazie hydrożelu umożliwia bezpośrednie drukowanie struktur 3D z żywymi komórkami w skali mezo i mikro. Opracowana przez wiedeńską firmę UpNano GmbH, NanoOne Bio jest drukarką opartą na udanej serii NanoOne, zasilanych laserem drukarek 3D 2Photon, które są w stanie budować struktury ponad 12 rzędów wielkości.
Nowy hydrożel został opracowany wspólnie z belgijską firmą Xpect INX, spin-offem specjalizującym się w opracowywaniu biokompatybilnych materiałów dla branży (bio)druku 3D. Jest to jedyna komercyjnie dostępna żywica, która umożliwia osadzanie żywych komórek bezpośrednio z płytki hodowlanej w wysoce precyzyjnych strukturach drukowanych 3D do zastosowań biologicznych.
Dwuwymiarowe kultury komórkowe są standardem w farmaceutycznych badaniach przedklinicznych R&D oraz ogólnie w badaniach biomedycznych od wielu dekad. Jednakże, istnieje coraz więcej dowodów na to, że modele te nieodpowiednio reprezentują interakcje komórkowe na poziomie 3D w systemach żywych. W rezultacie, rozwój leków w oparciu o systemy 2D jest często nietrafiony, co prowadzi do bezowocnych kosztów badań i rozwoju liczonych w miliardach dolarów.
Dotychczas budowa złożonych i bardzo dokładnych struktur 3D z osadzonymi żywymi komórkami była utrudniona przez brak odpowiednich materiałów i systemów druku. Dzięki wspólnemu opracowaniu przez firmy Xpect INX i UpNano nowego bioinżyniera na bazie hydrożelu, w połączeniu z nowym modelem drukowania firmy UpNano, to przedsięwzięcie stało się rzeczywistością.
Połączone kompetencje
"Połączone kompetencje UpNano w zakresie rozwoju urządzeń do druku 3D i Xpect INX w zakresie rozwoju innowacyjnych materiałów do druku 3D dobrze do siebie pasują" - komentuje Peter Gruber, szef działu inżynierii i współzałożyciel UpNano. "Wspólnie opracowaliśmy X Hydrobio INX U200, wysoce biokompatybilny hydrożel, oferując jednocześnie urządzenie do druku 3D firmy 2Photon, które oferuje najszerszy zakres drukowanych wymiarów na rynku."
X Hydrobio INX U200 jest rozpuszczalnym w wodzie hydrożelem, który umożliwia przenoszenie hodowli komórkowych z płytek hodowlanych 2D do złożonych struktur 3D. "Oparty na żelatynie X Hydrobio INX U200 jest specjalnie zaprojektowany do enkapsulacji różnych typów komórek, umożliwiając tworzenie złożonych mikrotkanek 3D", mówi Jasper Van Hoorick, kierownik projektu w Xpect INX. "Hydrożel naśladuje naturalne środowisko komórkowe i jest biodegradowalny, pozwalając komórkom na stopniowe zastępowanie materiału nowo powstałą tkanką".
Żel rozwiązuje problemy związane ze standardowymi podłożami wzrostowymi, na których inkubowane są hodowle komórek w układzie 2D. Hydrożel z żywymi komórkami może być następnie wprowadzony bezpośrednio do NanoOne Bio - wysoce precyzyjnej drukarki 3D 2Photon opracowanej przez UpNano. Szeroko zakrojone badania wykazały, że laser światła czerwonego 780nm NanoOne Bio nie jest szkodliwy dla żywych komórek, nawet przy wyjątkowo wysokiej mocy, z jaką pracują drukarki NanoOne. W rzeczywistości, wysoka moc lasera, unikalna dla systemów druku 3D 2Photon firmy UpNano, pozwala na zastosowanie optyki, która umożliwia szybką produkcję struktur wielkości cm z wyjątkowo wysoką precyzją aż do nanoskali.
Połączenie X Hydrobio INX U200 i NanoOne Bio otwiera nowe możliwości w badaniach biomedycznych i rozwoju, zarówno w przemyśle jak i w środowisku akademickim. Dostrzegając ogromny potencjał, prof. James J. Yoo z Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (USA) postanowił doradzać UpNano w zakresie przyszłego rozwoju. Uznany ekspert w dziedzinie inżynierii tkankowej i biofabrykacji dołączy do rady doradczej firmy od kwietnia 2021 r. i będzie kierował ciągłym rozwojem nowych aplikacji dla badań i rozwoju biomedycznego.
Symulacja naturalnych warunków wzrostu
Labs-on-chip będzie teraz możliwe nie tylko z bezprecedensową precyzją, ale także bezpośrednio z wbudowanymi żywymi komórkami - oszczędzając czas i zwiększając znaczenie wyników. Obecnie możliwe jest tworzenie struktur powierzchniowych, które przypominają naturalne tkanki (struktury biomimetyczne) i umożliwiają niemal naturalną interakcję pomiędzy żywymi komórkami a ich środowiskiem wzrostu.
"Komórki hodowane w 2D na płytce hodowlanej na standardowej pożywce mają do czynienia z zupełnie naturalnym środowiskiem fizycznym i brakiem interakcji z otaczającymi je komórkami we wszystkich kierunkach, co można zaobserwować w żywych tkankach" - wyjaśnia Denise Mandt, szefowa działu marketingu i rozwoju biznesu oraz współzałożycielka UpNano. W badaniach i rozwoju biomedycyny wiadomo, że brak kontaktu komórki z komórką w 3D negatywnie wpływa na interpretację wyników uzyskanych na modelach komórkowych do zastosowań ludzkich.
NanoOne Bio w połączeniu z nowo opracowanym zestawem X Hydrobio INX U200 znacząco zmieni to podejście. Firmy farmaceutyczne i instytucje badawcze będą mogły projektować modele komórek, które naśladują naturalne warunki wzrostu w ludzkim organizmie. NanoOne Bio umożliwia wytwarzanie struktur powierzchniowych z najwyższą precyzją lub projektowanie złożonych rusztowań 3D z osadzonymi komórkami w zakresie cm.
Dzięki specyficznym ścieżkom optycznym, zoptymalizowanym algorytmom skanowania i opatentowanej technologii rozdzielczości adaptacyjnej, systemy NanoOne oferują również znacznie krótsze czasy produkcji niż inne systemy - zalety te zostały docenione przez klientów zarówno z przemysłu, jak i środowisk akademickich. Rozszerzenie asortymentu dla klientów z branży badań biomedycznych już spotkało się z dużym zainteresowaniem.

 


Meet Our Sponsors

Latest Sponsor News

Articles Most Read

Latest News

Statistics

Odsłon artykułów:
1724838

Who's Online

Odwiedza nas 50 gości oraz 0 użytkowników.