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3D bioprinting - vasos sanguíneos artificiales

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La universidad de los ingenieros de Colorado Boulder ha desarrollado una técnica de la impresión 3D que permite el control localizado de la firmeza de un objeto, abriendo las nuevas avenidas biomédicas que podrían un día incluir arterias y el tejido artificiales del órgano.

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El estudio, que fue publicado recientemente en las comunicaciones de la naturaleza del diario, resume un método que ofrezca el grano fino, control programable de la impresión de la capa-por-capa sobre rigidez, permitiendo que los investigadores imiten la geometría compleja de los vasos sanguíneos que se estructuran pero debe altamente seguir siendo flexible.

“La idea era añadir propiedades mecánicas independientes a las estructuras 3D que pueden imitar el tejido natural del cuerpo,” dijo a Xiaobo Yin, un dessor del socio en el departamento de Boulder del CU de ingeniería industrial y el autor mayor del estudio. “Esta tecnología permite que creemos las microestructuras que se pueden modificar para requisitos particulares para los modelos de la enfermedad.”

Los vasos sanguíneos endurecidos se asocian a enfermedad cardiovascular, pero dirigir una solución para el reemplazo viable de la arteria y del tejido ha probado históricamente desafiar.

Para superar estos obstáculos, los investigadores encontraron una manera única de aprovecharse del papel del oxígeno en la determinación de la forma final de una estructura 3D-printed.

El “oxígeno es generalmente una mala cosa en eso que causa el curado incompleto,” dijo el tilín de Yonghui, un investigador postdoctoral en la ingeniería industrial y al autor importante del estudio. “Aquí, utilizamos una capa que permita un índice fijo de impregnación del oxígeno.”

Guardando control apretado sobre la migración del oxígeno y su exposición luminosa subsiguiente, Ding dijo, los investigadores tienen la libertad para controlar qué áreas de un objeto se solidifican para ser más duras o más suaves--todos mientras que guarda la geometría total lo mismo.

“Esto es un desarrollo profundo y un primer paso que anima hacia nuestra meta de crear las estructuras que funcionan como una célula sana debe funcionar,” Ding dijo.

Como demostración, los investigadores imprimieron tres versiones de una estructura simple: un haz superior soportado por dos barras. Las estructuras eran idénticas de forma, tamaño y materiales, pero habían sido impresas con tres variaciones en rigidez de la barra: suave/suave, duro/suave y duro/duro. Las barras más duras soportaron el haz superior mientras que las barras más suaves lo permitieron a completamente o parcialmente hundimiento.

Los investigadores repitieron la hazaña con una pequeña figura china del guerrero, imprimiéndola de modo que siguiera habiendo las capas externas difícilmente mientras que seguía habiendo el interior suavemente, dejando al guerrero con un exterior duro y un corazón blando, por así decirlo.

La impresora tablero de la mesa-clasificada es actualmente capaz del trabajo con los biomateriales abajo a un tamaño de 10 micrones, o cerca de un décimo de la anchura de un cabello humano. Los investigadores son optimistas que los estudios futuros ayudarán a mejorar las capacidades incluso más futuras.

“El desafío es crear una escala incluso más fina para las reacciones químicas,” dijo a Yin. “Solamente vemos enorme oportunidad a continuación para esta tecnología y el potencial para la fabricación artificial del tejido.”