Ученые из Томского политехнического университета исследовали, как частицы микрогеля взаимодействуют с различными поверхностями при трехмерной печати биополимерами. Им удалось разработать формулу, которая позволяет учитывать свойства поверхности и жидкости, входящей в состав микрогеля. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в журнале Langmuir.
Биопечать — это технология, которая позволяет создавать трехмерные структуры из живых клеток и биологических материалов. Она основана на использовании специальных принтеров, которые наносят микрогель, состоящий из клеток и других биоматериалов, слоями. Слои затем объединяются в одну структуру. Биопечать имеет широкий спектр применений, включая создание органов и тканей для трансплантации, исследование биологических процессов, создание моделей для тестирования лекарственных препаратов и многое другое.
Ученые Томского политеха исследовали, как формируется слой микрогеля на однородной поверхности сапфирового стекла и нетканой полимерной мембране. В процессе работы специалисты использовали специальное устройство, чтобы исследовать процесс создания биологических структур. Это устройство работает по принципу воздушной микрофлюидики, где в воздухе смешиваются два материала — полимер и сшивающий агент, и образуются частицы микрогеля. Для этого используется вибрация, которая помогает формировать эти частицы.
В результате экспериментов ученые разработали формулу, которая позволяет прогнозировать процесс биопечати и выбирать оптимальный полимер и его концентрацию для конкретных задач.
Это открытие может улучшить промышленные и биомедицинские технологии, основанные на использовании сложных полимерных жидкостей. «Использование формулы поможет оптимизировать процесс биопечати. Она является универсальной для расчетов. Зная всего два параметра, — шероховатость поверхности и степень гелеобразования микрогеля — мы можем подставлять их в выражение и прогнозировать диаметр максимального растекания капли/частицы для разных гелеобразных жидкостей и разных по шероховатости поверхностей. С помощью данного уравнения можно рассчитывать площади формирования биополимерного слоя толщиной в одну и две частицы. В перспективе реализация подобной технологии обеспечит мобильное одноэтапное формирование заданного по площади слоя из частиц-контейнеров микрогеля, засеянных, например, живыми клетками», — отмечает Александра Пискунова из Томского политехнического университета.
Автор: Дария Пляченко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
