Las impresoras 3D se pueden usar para hacer una variedad de objetos útiles construyendo una forma, capa por capa. Los científicos han usado esta misma técnica para "bioimprimir" tejidos vivos, incluidos los músculos y los huesos.
La bioimpresión es una tecnología relativamente nueva que ha avanzado principalmente por ensayo y error. Los científicos ahora están usando las leyes de la física y el modelado predictivo por computadora para mejorar estas técnicas y optimizar el proceso de bioimpresión. Estos nuevos avances se revisan en la edición del 4 de junio de Revisiones de física aplicada , de AIP Publishing.
Las bioimpresoras más utilizadas son las impresoras de extrusión, inyección de tinta y láser. Cada tipo implica una física ligeramente diferente, y cada una tiene sus propias ventajas y desventajas.
Dijo el coautor Ashkan Shafiee, "La única forma de lograr una transición significativa de 'ensayo y error' a la fase de 'predicción y control' de la bioimpresión es entender y aplicar la física subyacente".
Una impresora de extrusión carga un material, conocido como bioenlace, en una jeringa y lo imprime forzando la tinta con un pistón o presión de aire. El bioenlace puede ser una colección de células vivas puras o una suspensión de células en un hidrogel oun polímero. Las bioimpresoras de inyección de tinta funcionan de manera similar, pero usan un cristal piezoeléctrico o un calentador para crear gotitas desde una pequeña abertura. Las impresoras láser enfocan un rayo láser en una cinta, donde se extiende una capa delgada de bioenlace, y produce un altoviabilidad celular.
Los productos biológicos creados por bioimpresión generalmente no se pueden usar de inmediato. Si bien la impresora puede crear una configuración inicial de células, estas células se multiplicarán y volverán a ensamblar en una nueva configuración. El proceso es similar al que ocurre cuando se desarrolla un embrión y las células se fusionancon otras células y clasificarse en nuevas regiones.
Las técnicas de modelado por computadora se desarrollaron a mediados de 2010 para optimizar el paso de autoensamblaje posterior a la impresión de bioimpresión, donde pequeños fragmentos de tejido se entregan en un material de soporte con la forma de la estructura biológica deseada, como un órgano, con bioenlaceLos pequeños fragmentos luego se desarrollan más y se autoensamblan en la estructura biológica final.
El modelo involucra ecuaciones que describen las fuerzas de atracción y repulsión entre las células. Los autores mostraron que las simulaciones que utilizan este método, conocido como dinámica de partículas celulares o CPD, predicen correctamente el patrón en el que se ensamblará una colección de células despuésEl paso de impresión inicial.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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