Comprender las tintas para la bioimpresión
La bioimpresión tridimensional (3D) combina los beneficios de la biología del desarrollo, las células madre y la impresión 3D para combinar diferentes biomoléculas, biomateriales y tipos de células en una posición predefinida en una arquitectura compuesta impresa. La bioimpresión requiere el uso de tintas de bioimpresión especializadas. La bioimpresión 3D ha elevado el estudio de la ingeniería de órganos y tejidos al siguiente nivel y ha desempeñado un papel importante en el estudio de patógenos de enfermedades.
¿Qué es Bioink?
Bioink es una parte esencial del proceso de bioimpresión, ya que es una mezcla de moléculas bioactivas, células y biomateriales para crear un artículo impreso en 3D.
Los biotintas imitan el entorno de la matriz extracelular (ECM), lo que favorece la adhesión celular, la diferenciación y la proliferación de impresión. Para ello, una biotinta debe contener componentes bioactivos no tóxicos que puedan ser modificados por las células intrínsecas después de la impresión. También deben incluir condiciones de gelificación o capacidad de entrecruzamiento leve y tener temperaturas de impresión que no excedan la temperatura fisiológica.
¿Qué tipos de Bioink están disponibles?
Hay cuatro tipos principales de biotinta para bioimpresión 3D disponibles, que incluyen derivado de animales para facilitar un andamiaje adaptado para la organización celular estructural y funcional. Además de esto, tenemos biotintas naturales que son adecuados para varias aplicaciones de ingeniería de tejidos que poseen biodegradabilidad y biocompatibilidad únicas. Biotinta a base de polímeros es ideal para la reticulación física a través de enlaces de hidrógeno, con una viscosidad media a alta en soluciones basadas en la concentración. Por último, tenemos biotinta basada en péptidos, bioimpresión PeptiInks, especialmente formulado para bioimpresión 3D precisa para imitar la matriz extracelular con su red nanofibrosa para aplicaciones avanzadas de cultivo celular 3D.
Técnicas de bioimpresión
Actualmente se utilizan seis técnicas principales de bioimpresión. Basado en inyección de tinta La bioimpresión permite la impresión sin contacto utilizando gotas de soluciones diluidas dispensadas a través de técnicas de impresión piezoeléctricas, térmicas o de microválvulas. Bioimpresión basada en extrusión comprende una serie de procesos y la entrega secuencial capa por capa a los objetos de fabricación de acuerdo con datos de diseño asistido por computadora preestablecidos. Otro método utiliza materiales termoestables reactivos a la luz conocidos como Bioimpresión estereolitográfica (SLA) expuestos a longitudes de onda de luz para unir cadenas moleculares y dar geometrías rígidas o flexibles solidificadas. Modelado de deposición fundida (FDM) es una técnica de impresión por extrusión que pasa material en forma de filamento sólido a través de una herramienta de calentamiento. Luego, el filamento fundido se deposita capa por capa para crear el modelo definido por CAD. Por último, Sinterización por láser selectiva La bioimpresión (SLS) utiliza fabricación aditiva impulsada por láser para sinterizar material en polvo. Los puntos láser apuntan a puntos espaciales definidos por el modelo 3D, uniendo el material como una estructura sólida.
¿Qué beneficios hay en el uso de Bioinks?
Los biotintas son la forma más sencilla de tener un control preciso sobre las construcciones fabricadas. Ofrecen un alto rendimiento, reproducibilidad consistente y rentable. Los biotintas son una de las herramientas regenerativas y de ingeniería de tejidos más avanzadas disponibles para la bioimpresión 3D. Si bien son funcionales y no dañinos para el tejido vivo, no son traducibles ni escalables de la misma manera que las biotintas de péptidos sintéticos. Elegir un biotinta que sea completamente sintético y tenga propiedades mecánicas y funcionales adaptadas que sean completamente reproducibles para imitar de cerca todos los tipos de tejido puede evitar las variaciones significativas de lote a lote asociadas con los biotintas naturales.
Conclusión
El proceso de bioimpresión elegido entre los mencionados anteriormente dependerá del tipo de biotinta seleccionado, que depende de la complejidad de la estructura final del tejido. La selección de la biotinta más adecuada requiere que tenga en cuenta y sea consciente de la capacidad de las biotintas para controlar la formación de gotas definidas y su morfología y fidelidad de los bloques de construcción depositados.
Además, qué tan compatible es el bioink con células vivas y tejido vivo. También es esencial identificar la probabilidad de que los biotintas produzcan reacciones tóxicas o inmunológicas al exponerse al cuerpo oa los fluidos corporales en uso. También debe considerar si la propiedad inherente de la impresión 3D cambiará de sólido a gel y permanecerá intacta cuando se exponga a ciertas condiciones fisiológicas o si es probable que se rompa con la exposición a microorganismos. Una biotinta con viscoelasticidad proporciona una mejor formación de tejido, y las biotintas de adelgazamiento por cizallamiento se pueden usar con impresoras basadas en extrusión, ya que la viscosidad de la biotinta disminuye bajo la tensión de cizalla.
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