Wolumetryczny biodruk 3D opiera się o te same zasady działania, jak CAL, tj. cylinder zawierający utwardzalny światłem i biokompatybilny polimer z żywymi komórkami jest obracany i utwardzany przy pomocy światła emitowanego z projektora. Bardzo często proces ten porównuje się do „odwróconej” tomografii komputerowej.
Ciekawostką jest również to, że badaczom z Utrechtu udało się stworzyć przezroczyste komórki macierzyste przy zachowaniu ich wszystkich zdolności do wykonywania procesów biologicznych. Sama przezroczystość znacznie usprawnia proces utwardzania polimeru za pomocą światła widzialnego.
Wolumetryczny biodruk 3D – nowe możliwości dla medycyny regeneracyjnej
I tak, dobierając odpowiedni zestaw komórek, naukowcom udało się wydrukować mini-wątroby, które były w stanie naśladować wszystkie procesy, za które odpowiedzialny jest oryginał. Osiągnięcie to może otworzyć nowe możliwości dla medycyny regeneracyjnej i spersonalizowanych testów leków.
Druk funkcjonalnej “jednostki wątrobowej” o wielkości ok 1 cm³ zajmuje nieco poniżej 20 sekund dzięki wykorzystaniu organoidów. Organoidy to zminiaturyzowane jednostki o wielkości około 1 mm wykonane z komórek macierzystych, które kopiują aspekty ich tkanki odniesienia, w tym przypadku zdolności detoksykacyjne ludzkiej wątroby.
Czytaj również: Naukowcy wykorzystali biodruk 3D, żeby stworzyć miniaturowe serce
Organoidy same w sobie nie dają się łatwo połączyć w większe struktury potrzebne do naśladowania narządów ludzkich, dlatego ich zdolność do wykorzystania w warunkach klinicznych jest ograniczona. Zastosowanie bezpiecznego światła i bezkontaktowego charakteru procesu biodrukowania wolumetrycznego badaczy, w połączeniu z jego szybkim tempem wytwarzania, zapewniło bezpieczeństwo organoidom i utrzymywało je przy życiu.
Oprócz osiągnięcia pełnej funkcjonalności prawdziwej wątroby, wydrukowane narządy cechują się również porowatymi strukturami, za pomocą którym można dostarczać składniki odżywcze, utrzymujące sztuczne organy przy życiu. To taka alternatywa dla naczyń krwionośnych. Według dr Riccardo Levato, profesora nadzwyczajnego na Uniwersytecie w Utrechcie, biodrukowane jednostki wątroby „otwierają nowe możliwości dla medycyny regeneracyjnej i opracowywania nowych modeli specyficznych dla pacjenta w celu badania nowych leków przeciwko chorobom wątroby”.