Ученые из России, Китая и США привлекли внимание научного сообщества к одному из самых молодых и перспективных направлений биопечати — технологии, основанной на индуцированном лазером переносе клеток (laser-induced forward transfer, LIFT). Исследователи сравнили параметры лазерной печати, состав биочернил, донорные и акцепторные подложки для биопринтеров, работающих по технологии LIFT, а также способы обработки получившегося материала — все это может повлиять на свойства напечатанных тканей и органов. Подробности работы опубликованы в журнале Bioprinting.
В технологии LIFT для переноса клеток и биомолекул используется энергия лазерного импульса. Лазерный луч LIFT-биопринтера фокусируется на донорной подложке — предметном стекле, покрытом поглощающим энергию материалом (например, металлом) и слоем биочернил (гидрогелем с клетками и биомолекулами). В том месте, куда попадает лазер, энергопоглощающий слой резко нагревается и испаряется, образуя пузырек газа, который выталкивает из слоя гидрогеля струю. Полученная струя попадает на другое предметное стекло, акцепторную подложку, где от нее отделяется капля.
Технология LIFT обеспечивает высокую скорость печати, выживаемость клеток, точность перемещения клеток или молекул и позволяет работать с различными объектами, в том числе микроорганизмами, и целыми клеточными структурами, например сфероидами. Однако при использовании этой технологии для каждого сочетания гидрогеля и клеток нужно индивидуально рассчитывать параметры процесса лазерного переноса.
Исследователи проанализировали 33 работы, посвященные биопечати с использованием технологии LIFT. Из них ученые выделили и систематизировали описания источников лазерного излучения, материалов, поглощающих энергию, донорных и акцепторных подложек, а также сравнили цели и результаты работ.
Авторы работ использовали различные методы, чтобы оценить влияние процесса биопечати на состояние клеток. Большинство ученых отмечают, что выживаемость клеток была довольно высокой, а их ДНК оставалась неповрежденной, несмотря на механическое воздействие и резкое повышение температуры. Не было замечено изменений ни в скорости деления клеток, ни в способности стволовых клеток к дифференциации (превращению в более специализированные типы клеток). В нескольких работах созданные ткани пересаживали лабораторным животным. По мнению авторов обзора, по мере совершенствования технологии в ближайшие годы исследований с участием животных станет больше.
Исследование проводилось совместно с учеными из ФНИЦ «Кристаллография и фотоника», Института химической физики имени Н.Н. Семенова РАН, Медицинского университета Чунцин и Медицинской школы Уэйк-Форест.
Источник информации
пресс-релиз Сеченовского университета
