В августе прошлого года мы выпустили материал о том, как главный научный сотрудник отдела синтетической биологии Исследовательского центра Эймса НАСА Линн Ротшильд и ее аспирантка Дайана Джентри работали над проектом по 3D- печатать «биоматериалы из воздуха». Команда усердно работала, используя 100 000 долларов США из своего гранта NIAC, и рассказала о некоторых своих достижениях в области 3D-печати синтетических биоматериалов с использованием клеточных массивов.
В отличие от других методов биопечати, исследователи считают, что они могут 3D-печатать клеточные массивы, которые будут выделять органические материалы, такие как древесина, минеральные части костей и зубной эмали. Как Ротшильд сказал TechCrunch: «Клетки производят огромное количество продуктов на Земле, от шерсти до шелка, от резины до целлюлозы, не говоря уже о мясе, растительных продуктах и вещах, которые мы едим. Многие из этих вещей выводятся из организма (из клеток). Так что вы не собираетесь брать с собой на Марс корову, овцу или, возможно, шелкового червя или дерево. Но вы можете захотеть иметь очень тонкий шпон из шелка или дерева. Итак, вместо того, чтобы взять весь организм и попытаться что-то сделать, почему бы вам не сделать все это очень точным способом - что на самом деле может быть лучшим способом сделать это и на Земле - так, чтобы вы печатали массив клеток, которые затем могут секретировать или производить эти продукты?”
В настоящее время они находятся в процессе разработки большой базы данных клеток, встречающихся в природе, и биопечати массивов, пытаясь выделить определенные материалы. Дуэт вливает клетки в гелеобразующий раствор, который затем печатается через пьезоэлектрическую печатающую головку в виде трехмерного рисунка. Как отметили Органово и другие исследователи биопечати, органические клетки более жизнеспособны в трехмерном образце, поскольку он более точно напоминает естественную среду. В то время как другие исследователи биопечати могут попытаться поместить органические клетки в определенный образец и вызвать клеточный рост, что отличает метод Ротшильда и Джентри, так это то, что они пытаются заставить клетки стать материалом по своему выбору.
Гентри объясняет, в чем заключались трудности в их исследовании: «Если вы посмотрите на кусок пластика, в общем и целом, маленький его кусок точно такой же, как и большой; это не относится к большинству биоматериалов. Они обладают очень интересными свойствами и структурами на микро-, а иногда и на молекулярном уровне, которые складываются и создают такие возникающие макромасштабные свойства. Поэтому они ведут себя по-разному в разных направлениях. Мы пытаемся показать, что можем производить эти материалы так, чтобы эти действительно мелкозернистые свойства работали на нас.”
Команда считает, что они уже на пути к проверке концепции к крайнему сроку проекта в октябре этого года. Если им это удастся, они надеются, что смогут производить уникальные материалы, такие как древесина, армированная углеродом, или древесина, пропитанная медными нанопроволоками. Джентри говорит: «Я хочу посмотреть, смогу ли я добавить новый класс материалов к палитра материалов, из которых люди делают вещи.”