Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 3

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: cell scaffolds

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Utilisation of first Polish multifunctional 3D bioprinter BioCloner Desktop for printing hydrogel cell scaffolds in controlled clean environment - case study

Knap-Kowalski Jakub, Twardziak Hubert, Matulski Jakub, Bednarczyk Ewa, Sikora Szymon, Grygoruk Roman, Gołaszewski Maciej

Mechanik

2024

R. 97, nr 4

39--46

In this article novel technological solutions for applying additive manufacturing technologies in the biomedical and biotechnological industry are showcased. The BioCloner Desktop (referred to as ‘Desktop’) is a miniaturised version of an industrial printer developed as part of a project regarding utilising additive manufacturing technologies for manufacturing of bioresorbable implants. In the years 2016-2019, the project was financed from EU resources (project number POIR.01.01.01-00-0044/16-00). During this project, industrial-sized solutions dedicated for medical and pharmaceutical applications were developed. The Desktop was developed as a way of expanding the possibilities of research and development in a standard biomedical laboratory. The size of the described printer allows it to be placed inside a laminar flow cabinet. The Desktop is a device which meets the growing need for multipurpose compact desktop bioprinters dedicated for research and development applications. Currently, commercially available laboratory-scale machines lack an open architecture, which puts boundaries on research. Miniaturisation of the BioCloner bioprinter did not sacrifice its key feature of supporting multitool print and convenience of construction for further specialisation. The BioCloner project, besides bioprinters, also includes dedicated slicing and printer control software. Thanks to its multiplatform compatibility, it is possible to easily increase the scale of production directly after the research process. The Desktop is equipped with printheads that facilitate multiple methods of 3D printing. From the most popular fused filament fabrication (FFF) to the versatile fused granulate fabrication (FGF) to highly specialised printheads for bioprinting, designed to dispense hydrogels via pressure extrusion. The printheads have also additional features required in the bioprinting process, such as UV crosslinking lights and temperature control (heating as well as cooling). In this article, key features of both the BioCloner Desktop bioprinter and the dedicated BioCloner 3D slicing-operating software are outlined. Its second part is a report on the bioprinter’s usage in the Biomedical Engineering Laboratory, named after E.J. Brzeziński, located at Faculty of Mechanical and Industrial Engineering of Warsaw University of Technology. During the study, hydrogel cell scaffolds for culturing WEHI-164 mouse fibroblasts were produced. The structures were obtained using a gelatin methacrylate (GelMa)-based commercially available bioink deposited directly into a cell culture vessel. The structures were fully crosslinked immediately after printing. All printed scaffolds supported cell proliferation. There were no observed signs of contamination, and the conducted field tests confirmed the assumed functionality of the BioCloner Desktop bioprinter.

W artykule przedstawiono nowatorskie rozwiązania techniczne pozwalające na wykorzystanie technologii addytywnego wytwarzania w branżach biomedycznej i biotechnologicznej. BioCloner Desktop (dalej: „Desktop”) jest zminiaturyzowanym rozwiązaniem opracowanym w ramach trwającego od 2016 r. projektu BioCloner, mającego na celu wdrożenie technik przyrostowych w procesie produkcji implantów wchłanialnych. Projekt ten w latach 2016-2019 był finansowany ze środków UE (projekt POIR.01.01.01-00-0044/16-00 - Pierwsza polska biodrukarka dedykowana do implantów wchłanialnych - BioCloner). W ramach projektu BioCloner opracowano rozwiązania wielkogabarytowe przeznaczone do zastosowania w branży medycznej i farmaceutycznej. Desktop został opracowany z myślą o poszerzeniu możliwości prac badawczo-rozwojowych w typowym laboratorium biomedycznym. Wymiary drukarki BioCloner Desktop pozwalają na pracę w warunkach podwyższonej czystości oraz wewnątrz komory laminarnej. Desktop stanowi odpowiedź na rosnące wymagania stawiane przed kompaktowymi drukarkami nabiurkowymi wykorzystywanymi w pracach badawczo-rozwojowych. Dostępne na rynku urządzenia przeznaczone do biodruku w skali laboratoryjnej nie posiadają otwartej architektury, przez co ograniczają zakres prowadzonych prac badawczo-rozwojowych. Przy zmniejszeniu biodrukarki 3D zachowano wyróżniające BioCloner cechy - wsparcie druku wielogłowicowego oraz otwartość konstrukcji, która pozwala na rozwijanie kompatybilnych głowic i akcesoriów wspierających proces biodrukowania 3D. Projekt BioCloner poza wymienionymi biodrukarkami 3D obejmuje również dedykowane oprogramowanie sterujące zawierające kluczowe z perspektywy biodruku funkcjonalności. Dzięki międzyplatformowej kompatybilności sterowników możliwe będzie szybkie zwiększenie skali produkcji po zakończeniu prac badawczo-rozwojowych. Desktop jest wyposażony w głowice wspierające różne metody druku przestrzennego. Od najpopularniejszego druku termoplastycznym filamentem fused filament fabrication (FFF), poprzez druk wykorzystujący nadtopiony granulat fused granulate fabrication (FGF), po głowice ciśnieniowe opracowane specjalnie do wymagań stawianych przez biodruk. Przykładem tego są głowice przeznaczone do ekstruzji ciśnieniowej hydrożeli z wieloma dodatkowymi funkcjami, takimi jak sieciowanie UV oraz kontrola temperatury (zarówno grzanie, jak i chłodzenie). Opisywana w artykule drukarka została przetestowana w Laboratorium Inżynierii Biomedycznej im. E.J. Brzezińskiego mieszczącym się na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej. Wytworzono w nim rusztowania do hodowli fibroblastów mysich WEHI-164. Struktury zostały wydrukowane z hydrożelu bazującego na metakrylowanej żelatynie (GelMa), bezpośrednio w naczyniu przeznaczonym do dalszej inkubacji hodowli. Wszystkie otrzymane struktury pozwalały na zagnieżdżenie się i proliferację rozważanych w badaniu komórek. Nie zaobserwowano oznak zakażenia w trakcie hodowli. Przeprowadzone testy potwierdzają zakładaną funkcjonalność biodrukarki Desktop.

Otrzymywanie polilaktydowych rusztowań komórkowych o strukturze gąbczastej – badania wstępne i optymalizacja procesu

Kruk A., Gadomska-Gajadhur A., Ruśkowski P., Chwojnowski A., Synoradzki L.

Polimery

2017

T. 62, nr 2

118--126

Otrzymywano polilaktydowe rusztowania o strukturze gąbczastej przeznaczone do hodowli komórek nabłonka walcowatego (średnica ~ 60 µm). Przeprowadzono badania wstępne i optymalizację procesu. Wyznaczono równanie regresji określające wpływ stosunku masowego porofor/polilaktyd, stężenia polilaktydu w 1,4-dioksanie oraz stosunku objętościowego MeOH/H2O w kąpieli żelującej na średnicę powstających porów. Opracowano warunki, w których w przełomie rusztowania otrzymuje się możliwie największe pory (o średnicy z zakresu 50–100 µm).

A study on the preparation of polylactide scaffolds for columnar epithelium cells (size ~ 60 µm) were presented. Preliminary studies and optimization of the process were carried out. The regression equation describing the influence of pore precursor/polylactide weight ratio, concentration of polylactide in 1,4-dioxane and volume ratio of MeOH/H2O in the coagulation bath on the diameter of the pores has been established. The optimal conditions which yield the biggest pores in the range 50–100 µm in the cross-section were designed.

Degradacja hydrolityczna rusztowań komórkowych formowanych z terpolimerów; L-laktydu, glikolidu i TMC, oraz L-laktydu, glikolidu i ε-kaprolaktonu

Kot M., Wawryło L., Rychter P., Prochwicz W., Smola A., Dobrzyński P.

Engineering of Biomaterials

2015

Vol. 18, no. 130

10--19

Głównym celem prezentowanej pracy było zbadanie przebiegu degradacji hydrolitycznej porowatych rusztowań komórkowych wykonanych z bioresorbowalnych terpolimerów z pamięcią kształtu; L-laktydu, glikolidu i węglanu trimetylenu, oraz L-laktydu, glikolidu i ε-kaprolaktonu. W trakcie prowadzonej hydrolizy odnotowywano spadki masy i średnich mas cząsteczkowych, oraz niewielkie zmiany chłonności wody badanych materiałów. Za pomocą mikroskopii skaningowej (SEM) śledzono zmiany morfologii powierzchni rusztowań zachodzące podczas prowadzonej degradacji in vitro. Przeprowadzone badania wykazały, że podłoża komórkowe formowane z terpolimerów L-LA/GA/ o-TMC i L-LA/GA/ε-CL ulegają stopniowej degradacji hydrolitycznej, a udział enzymu – lipazy wyraźnie przyspieszał ten proces zwłaszcza w wypadku rusztowania formowanego z kopolimeru zawierającego mikrobloki węglanowe. Najniższy ubytek masy odnotowano dla próbki zawierającej jednostki węglanowe, wynosił on około 10% masy wyjściowej rusztowań po 112 dniach, a w wypadku obecności lipazy masa tego materiału była niższa o ponad 24%. Wysoki stopień porowatości otrzymanych rusztowań, a co za tym idzie ich duża powierzchnia właściwa powoduje, że materiały te podatne są w znacznie większym stopniu na degradację enzymatyczną, niż podobne lite materiały wykonane z tych samych terpolimerów. Spadek liczbowo średniej masy cząsteczkowej był obserwowany w przypadku obu rodzajów terpolimerów, jednak dla terpolimeru z jednostkami kaproilowymi był on wyraźnie większy (po 112 dniach z około 40 tys. g/mol do około 2 tys. g/ mol). Warte uwagi jest to, że stopień degradacji próbek wykonanych z terpolimeru L-LA/GA/o-TMC, podczas trzech pierwszych tygodni, był stosunkowo mały, a dopiero wyraźne silne przyspieszenie tego procesu nastąpiło po 30 dniach. W przypadku degradacji prowadzonej w obecności lipazy zanotowano w czasie 112 dni spadek liczbowo średniej masy cząsteczkowej tego materiału z około 40 tys. g/mol do 9 tys. g/mol. Z punktu widzenia inżynierii tkankowej powolny proces degradacji terpolimeru L-LA/GA/o-TMC w ciągu pierwszych dwóch - trzech tygodni jest bardzo korzystny, ponieważ komórki mają wystarczająco dużo czasu na migrację, adhezję i namnażanie.

The main aim of this work was to check the degradation course of polymeric scaffolds in medium with and without of enzyme - pancreatic lipase. Based on the conducted degradation studies the usefulness of the formed scaffolds was confirmed. Scaffolds have been prepared using two types of terpolymers varying in composition: L-lactide, glycolide, trimethylene carbonate, and L-lactide, glycolide and ε-caprolactone. The weight loss, water absorption, molecular weight distribution (by GPC) as well as changes in surface morphology using SEM during degradation process have been evaluated. The results have proved the degradation process of scaffolds, both in the hydrolytic and enzymatic ways has been occurred. Addition of an enzyme - lipase facilitates the degradation process of the samples, especially those containing carbonate segments. High porosity of the scaffolds and their huge specific surface area make these materials more susceptible to degradation as compared to solid materials i.e. blown, extruded polymers. Decrease in the number average molecular weight was observed in the case of both degraded scaffolds; however in that containing caproyl units it was higher. It is worth noting, that degradation rate of sample L-LA/GA/o-TMC during first three weeks is quite slow showing almost the same behaviour for both enzymatic and hydrolytic degradation. From the tissue engineering point of view the slow degradation process of the terpolymer L-LA/GA/o-TMC during first two - three weeks is very promising because cells would have enough time for migration, adhesion and proliferation.