تکنولوژی پرینت سه بعدی به عنوان یک روش جایگزین در مهندسی بافت‌های پیچیده در شرایط invitro به حساب می‌آید. اما همچنان نیاز به بهبود و تکمیل این روش برای دستیابی به مشخصه‌های ساختاری مشابه بافت طبیعی وجود دارد. اگرچه غالبا توزیع سلول در زیست جوهر به صورت یکنواخت است اما ایجاد الگوی مناسب سلولی در ساختار پرینت شده، به عنوان گام اولیه در جهت تشکیل بافت با توزیع غیریکنواخت سلول برای رسیدن به عملکرد و خواص زیست مکانیکی طبیعی، ضروری است. محققان امریکایی تکنیک جدید پرینت زیستی را ارایه کرده‌اند که در آن با استفاده از امواج مافوق صوت SBAW (ultrasonic standing bulk acoustic waves) برای جهت‌‌دهی به سلول‌ها در زیست جوهر ویسکوز با زنده‌مانی بالای سلول‌ها استفاده شده است. ابتدا یک مدل محاسباتی برای تشخیص الگوی فشاری SBAW در پاسخ به فراکانس‌های مختلف (۰٫۷۱–۲ MHz) ایجاد شد. سپس جهت‌گیری و زنده‌مانی سلول‌ها (سلول مشتق چربی انسانی  (hASC) و سلول استئوسارکومای انسانی (MG63) ) در داربست پرینت شده از آلژینات و GelMA نسبت به فرکانس موج بررسی شد. نتایج نشان دهنده جهت‌گیری سلول‌ها در رشته‌هایی موازی با صفحات مبدل است. فاصله‌ی بین رشته تابعی از فرکانس است. همچنین اثر متقابل بین نوع سلول و فرکانس، ضخامت رشته‌ها را تعیین می‌کند. با توجه به تصویر ۱ با هدف نشان دادن قابلیت‌های این روش، یک ساختار سه لایه‌ای از جوهر ژلما با جهت‌گیری‌های متفاوت سلول (۰-۴۵-۹۰) در هر لایه پرینت شد. این پژوهش یک گام به جلو در پیشرفت قابلیت پرینت زیستی برای دستیابی به سازه‌های بافتی زیست مقلد است.

تصویر ۱: تصویر شماتیک از پرینت زیستی سه بعدی ساختار سه لایه‌ای جوهر ژلما. (a): جهت‌گیری‌های متفاوت سلول (۰-۴۵-۹۰) در هر لایه پرینت. (b): توزیع فشار صوتی در لایه اول (در هر لایه توزیع فشار موازی با صفحه مولد است. (c): تابش اشعه UV و ایجاد اتصالات عرضی در ساختار پرینت شده. (d): تصویر همپوشانی جهت‌گیری سلول‌ها در ساختار پرینت شده سه بعدی از نمای بالا. (e): جهت‌گیری سلول‌ها در هر لایه.

منبع:

Chansoria, P., & Shirwaiker, R. (2020). 3D bioprinting of anisotropic engineered tissue constructs with ultrasonically induced cell patterning. Additive Manufacturing, 32, 101042.

https://www.cellink.com.