Rapid prototyping biológiai anyagokból

Egy sérülés vagy betegség után a természetes szövet pótlásának tudományával a „Tissue Engineering” foglalkozik. A cél, hogy olyan implantátumokat hozzunk létre, amely lehetővé teszi a testi regenerációt a páciens saját sejtjeiből. A Fraunhofer Intézet néhány kutatójának most mindez sikerült: egy lézeres eljárással biomimetikus, tehát az eredeti szövetet utánzó hibridstruktúrákat hoztak létre. Ezek olyan támogató vázként szolgálnak, amelyekben azután a szervezet saját sejtjei fejlődhetnek, növekedhetnek.

Sokszor probléma ugyanis, hogy az implantátumok nem nőnek össze eléggé a kezelendő területtel a páciens testében, ezért ilyen esetben a beültetés kevésbé sikeres, mivel sokszor kilazul az implantátum. Ezeken a határterületeken lehetne az új eljárással egy olyan „interface”-t létrehozni, amely biztosítja az átmenetet az implantátum anyaga és a szervezet saját szövete között.

A kutatók a biomimetikus struktúrák létrehozásához az egyre szélesebb körben alkalmazott rapid prototyping eljárást alkalmazták. Mindehhez olyan proteinek és polimerek szolgáltak alapul, amelyek fotolitikus hatásra reagálva hálós szerkezetet vesznek fel. Ezt egy mikrochiplézer mikro másodperces pulzálásával valósítják meg, amely a kutatók szerint annyira költséghatékony, hogy a legtöbb laboratórium számára elérhető eszköz.

A molekulák folyékony állapotban, egy nemlineáris folyamat során egyszerre több fotonnal lépnek kölcsönhatásba, ily módon azok szabad gyököket építenek. A lézersugárnyalábbal „irányított” kémiai reakció során a környező molekulák hálós szerkezetű anyaggá kapcsolódnak össze, miközben a folyadék megszilárdul. A végeredményt korábbi CAD-adatokkal összevetve, a lézerfókuszt párszáz nanométeres pontossággal lehet irányítani, ilyen módon igen pontos tartóállványzat hozható létre a proteinekből és polimerekből.

Próbaként egy 20 mikrométeres kapillárist állítottak elő.
(Kép: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen)

Jelenleg a kutatók azon dolgoznak, hogy a gyártási sebességet a rapid prototyping más eljárásainak kombinálásával felgyorsítsák, hogy a szintetikus szöveteket gazdaságosan, méretre lehessen gyártani.

Forrás: www.fraunhofer.de

Ivicsics Miklós