Ультразвук выравнивает живые клетки в биопечатаемых тканях

Исследователи из Университета Северной Каролины разработали технику для улучшения характеристик искусственных тканей, используя ультразвук для выравнивания живых клеток в процессе биофабрикации.

Техника, названная ультразвуковой биофабрикацией (UAB), позволяет выравнивать клетки в трёхмерной матрице во время биопечати. Это помогает создавать ткани, например, мениск колена, которые больше похожи на естественные ткани пациента.

Как это работает:

• Ультразвуковая камера направляет ультразвуковые волны через область печати биопринтера.
• Волны отражаются, создавая стоячую ультразвуковую волну.
• Звуковые волны «собирают» клетки в ряды, которые выравниваются в областях пересечения прямых и отражённых волн.

Контроль и результаты:

• Характеристики выравнивания клеток можно контролировать, изменяя параметры ультразвука (частоту и амплитуду).
• Техника продемонстрирована на создании мениска колена, где клетки были выровнены в полулунную дугу, как в естественном мениске.
• Метод также применим для других ортопедических мягких тканей, таких как связки и сухожилия.

Важные ограничения и разработки:

• Некоторые комбинации параметров ультразвука приводят к гибели клеток, что определяет границы применения.
• Исследователи создали вычислительные модели, позволяющие прогнозировать результат для любого набора параметров до начала биофабрикации.

Преимущества техники:

• Относительно низкая стоимость после разовой настройки ультразвукового оборудования.
• Совместима с большинством существующих технологий биопечати.

На технику подана заявка на патент, и исследователи ищут промышленных партнёров для коммерциализации. Работа опубликована в журнале Biofabrication.