Na pierwszy rzut oka to niewielkie urządzenie mogłoby uchodzić za zwykłą drukarkę. Dla dr Jagody Litowczenko-Cybulskiej biodrukarka wolumetryczna 3D jest początkiem fascynujących badań nad tworzeniem konstruktów tkankowych. Naukowczyni przeniosła się do Centrum Zaawansowanych Technologii, gdzie wraz z nowo budowanym zespołem realizuje dwa duże projekty badawcze, krok po kroku przybliżając nas do rozwiązań, które jeszcze niedawno wydawały się należeć do świata science fiction.
Nowy zespół, nowe laboratorium, nowy początek?
- Można tak powiedzieć, choć w praktyce działamy tu już od zeszłego roku, kiedy oficjalnie przeniosłam się do CZT. I z tej zmiany jestem ogromnie zadowolona. Otrzymałam możliwość stworzenia laboratorium dokładnie takiego, jakie sobie wymarzyłam - z pełną swobodą w decydowaniu o układzie pomieszczeń, ich funkcjach oraz charakterze poszczególnych sekcji: chemicznych, biologicznych i analitycznych - obejmujących zarówno bioobrazowanie, jak i testowanie mechaniczne materiałów.
Mamy laboratoria z drukarkami 3D oraz osobne sekcje do pracy z komórkami macierzystymi, co minimalizuje ryzyko kontaminacji między zespołami. W biologii to niezwykle istotne - dobrze zorganizowana, własna przestrzeń gwarantuje bezpieczeństwo i wysoką jakość prowadzonych badań.
Ogromnym atutem CZT są tzw. CoreLabs, czyli wspólne laboratoria, z których możemy korzystać. Dzięki nim nie muszę inwestować w kosztowny sprzęt - mamy dostęp do nowoczesnych pracowni komórkowych i chemicznych. To rozwiązanie otwiera bardzo szerokie możliwości prowadzenia interdyscyplinarnych badań, a jednocześnie pozwala zachować niezależność naszego zespołu. Miałam okazję brać udział w planowaniu CoreLabów biologicznych, dzięki czemu mogłam wprowadzić dobre praktyki, które poznałam podczas pracy w zagranicznych jednostkach badawczych.
Choć wciąż doposażamy laboratoria, już teraz prowadzimy badania i przygotowujemy pierwsze publikacje. Wraz z rozwojem zespołu planujemy realizować kolejne projekty. Cały proces - od wytworzenia biomateriałów i od hodowli komórek po uzyskanie gotowego modelu naczyniowego - trwa wiele tygodni, dlatego tak ważne jest, by pracować w komfortowych warunkach. Cieszę się, iż mogę to robić właśnie tutaj, w CZT.
Czym adekwatnie różni się tradycyjny druk 3D od biodruku 3D, w którym wykorzystuje się żywe komórki?
- Tradycyjny druk 3D polega po prostu na nanoszeniu materiału - najczęściej tworzyw termoplastycznych - warstwa po warstwie, aż powstanie trójwymiarowy obiekt. To struktury niebiologiczne, wykonane z tworzywa sztucznego. W ten sposób można wydrukować na przykład figurkę czy element techniczny - zwykły przedmiot użytkowy.
Biodruk 3D działa zupełnie inaczej - łączy technikę druku przestrzennego z biologią i inżynierią materiałową. W tym przypadku drukujemy z biomateriałów, najczęściej z hydrożeli, czyli substancji o bardzo dużej zawartości wody, w których można zawiesić żywe komórki. Już w trakcie druku materiał z komórkami formowany jest w trójwymiarowy konstrukt biologiczny.
Kluczowym etapem jest tzw. usieciowanie hydrożelu, które polega na utworzeniu stabilnej sieci polimerowej nadającej materiałowi odpowiednią strukturę i trwałość. jeżeli ten proces nie przebiegnie prawidłowo, struktura może się po prostu rozpuścić podczas hodowli. Dlatego biodruk wymaga ogromnej precyzji i wiedzy z pogranicza biologii, chemii i inżynierii materiałowej. Trzeba wiedzieć, jak wytwarzać i modyfikować materiały, jak je łączyć z komórkami i jak uzyskać pożądany efekt biologiczny. To bardzo interdyscyplinarna praca, wymagająca dokładnego planowania.
Czytaj dalej na Uniwersyteckie.pl: Dr Jagoda Litowczenko-Cybulska. Inżynieria tkanek 3D
Fot. Władysław Gardasz
