(Phys.org)—Nano-ingenieurs aan de Universiteit van Californië, San Diego heeft een nieuwe technologie ontwikkeld die kan fabriceren, in slechts enkele seconden, driedimensionale (3D) structuren op microschaal uit zachte, biocompatibele hydrogels. Korte termijn, de technologie kan leiden tot betere systemen voor het kweken en bestuderen van cellen, inclusief stamcellen, in het laboratorium. Langetermijn, het doel is om biologische weefsels voor regeneratieve geneeskunde te kunnen printen. Bijvoorbeeld, in de toekomst, artsen kunnen de schade die door een hartaanval is veroorzaakt herstellen door het te vervangen door weefsel dat van een printer is gerold.

Gerapporteerd in het journaal Geavanceerde materialen , de biofabricagetechnologie, genaamd dynamische optische projectie stereolithografie (DOPsL), werd ontwikkeld in het laboratorium van NanoEngineering Professor Shaochen Chen. Huidige fabricagetechnieken, zoals fotolithografie en microcontactprinten, zijn beperkt tot het genereren van eenvoudige geometrieën of 2D-patronen. Stereolithografie is vooral bekend om zijn vermogen om grote objecten zoals gereedschappen en auto-onderdelen af ​​te drukken. Het verschil, zegt Chen, is in de resolutie op micro- en nanoschaal die nodig is om weefsels te printen die de fijnkorrelige details van de natuur nabootsen, inclusief bloedvaten, die essentieel zijn voor de verdeling van voedingsstoffen en zuurstof door het lichaam. Zonder de mogelijkheid om vaatstelsel af te drukken, een gemanipuleerde lever of nier, bijvoorbeeld, is nutteloos in de regeneratieve geneeskunde. Met DOPsL, Chen's team was in staat om complexere geometrieën te bereiken die in de natuur voorkomen, zoals bloemen, spiralen en hemisferen. Andere huidige 3D-fabricagetechnieken, zoals twee-foton fotopolymerisatie, kan uren duren om een ​​3D-onderdeel te fabriceren.

De biofabricagetechniek maakt gebruik van een computerprojectiesysteem en nauwkeurig gecontroleerde microspiegels om licht te laten schijnen op een geselecteerd gebied van een oplossing die fotogevoelige biopolymeren en cellen bevat. Dit foto-geïnduceerde stollingsproces vormt één laag vaste structuur tegelijk, maar op een continue manier. De technologie maakt deel uit van een nieuwe biofabricagetechnologie die Chen in een periode van vier jaar ontwikkelt, $ 1,5 miljoen subsidie ​​van de National Institutes of Health (R01EB012597). De term "additive manufacturing" verwijst naar de manier waarop 3D-structuren worden opgebouwd uit zeer dunne materialen.