Page 17 - BİOMEDYA SAYI 32

17
www.biomedya.com Mayıs - Haziran 2021 BİYOTEKNOLOJİ VE YAŞAM BİLİMLERİ GAZETESİ

3B BİYOYAZICILAR Tuğçe YAZICI

Üç boyutlu (3B) yazıcı teknolojisi, hücreler dikkatlice seçilir, bir veya mürekkep püskürtmeli biyoyazıcı ve BIYOINK NEDIR?
mühendislik, üretim, sanat, eğitim ve daha fazla hücre tipi kullanılabilir, piezoelektrik mürekkep püskürtmeli
tıp gibi birçok alanda büyük yeniliklere 4. Doku bir biyoyazıcı kullanılarak biyoyazıcı mekanizmalarını kullanır.
Kısaca bioink, biyoyazım işlemi
yön vermektedir. Bu gelişmeler yazdırılır, Mürekkep püskürtmeli biyoyazıcılar
sırasında katman katman basılan
ışığında biyo-uyumlu materyallerin 5. Biyoyazılı dokunun olgunlaşmasına da kullanılan biyoink viskozitesi
malzemedir. Tipik olarak, hücresel
kullanımı ile 3B biyoyazıcılar izin verilir [1]. sınırlıdır; bioink ne kadar viskoz
malzeme, katkı maddeleri (büyüme
hücrelerin ve destekleyici bileşenlerin olursa damlacıkları yazıcı nozülünden
faktörleri, sinyal molekülleri vb.) ve
karmaşık 3B dokulara yazdırılmasını çıkarmak için gereken kuvvet o
destekleyici bir yapı iskelesinden
sağlamıştır [1]. Biyolojik olmayan yazıcı
oluşur. Biyoinkler tek başına doğal
ile karşılaştırıldığında 3B biyoyazıcılar,
veya sentetik biyomateryallerden
malzeme seçimi, hücre tipleri,
veya ikisinin bir kombinasyonundan
büyüme ve farklılaşma faktörleri
hibrit materyaller olarak yapılabilir.
ve canlı hücrelerin hassasiyetleri
Sentetik polimerler, polikaprolakton
ve dokuların yapısı ile ilgili teknik
(PCL), pluronik, polivinilpirolidon
zorluklar gibi ek karışıklıklar
(PVP), polietilen glikol (PEG) ile
içermektedir. Bu karışıklıkların ele
jelatin, hyaluronik asit, kolajen ve
alınması, mühendislik, biyomalzeme
matrigel gibi doğal polimerleri içerir
bilimi, hücre biyolojisi, fizik ve
[4]. İdeal bir biyoink, hedef dokuların
tıp alanlarındaki teknolojilerin
doğru mekanik, reolojik ve biyolojik
entegrasyonunu gerektirmektedir.
özelliklerine sahip olmalıdır ve bu,
biyolojik olarak yazdırılan doku
Çok katmanlı cilt, kemik, vasküler
ve organların doğru işlevselliğini
greftler, trakeal arterler, kalp dokusu
sağlamak için gereklidir [5,6].
ve kıkırdak yapılar dahil olmak
Şekil 2. Üç biyolojik baskı aşamasının şematik gösterimi [3].
üzere çeşitli dokuların üretimi ve
transplantasyonu için 3D biyoyazıcı
kullanıldığı bilinmektedir. Ayrıca
kozmetik testleri, rejeneratif tıp
ve fonksiyonel organ değişimi Biyolojik baskı süreci genel olarak üç
uygulamaları dahil olmak üzere tıbbi farklı aşamada ilerler:
araştırmalardaki birçok ihtiyacı çözme
potansiyeline sahiptir [2]. 1. Ön işleme (Pre-printing): malzeme
seçimi, hidrojel sentezi ve biyoink
Biyolojik yapıların 3B biyoyazımı, üretimi
bir bilgisayar destekli tasarım (CAD)
dosyasından gelen girdiyle 3B doku 2. İşleme (Bioprinting): parametreler
oluşturmak için destekleyici bir ve çapraz bağlama yöntemleri
iskelede materyalin katman katman
Şekil 3. Mürekkep püskürtmeli, mikro ekstrüzyon ve lazer destekli biyoyazıcıların
eklenmesiyle üretilir. Genel olarak, 3B 3. İşlem sonrası (Post-printing):
bileşenleri [1]
biyoyazım işlemi beş farklı adımı içerir: hücresel ve mekanik testler [3].
1. Hedef dokunun görüntülenmesi /
taranması gerçekleştirilir, Biyolojik baskı için ana teknolojik
2. Görüntüleme girdisi kullanılarak, sistemlerden üçü şunlardır: kadar büyük olur. Termal mürekkep
Kaynaklar:
model CAD-CAM (bilgisayar destekli püskürtmeli biyoyazıcıda, biyoink
[1] Varkey, M., Visscher, D. O., van Zuijlen, P. P.,
üretim) yazılımları kullanılabilir, 1. Mürekkep Püskürtmeli Biyoyazıcı: odasında ısı üretilir ve üretilen ısı
Atala, A., & Yoo, J. J. (2019). Skin bioprinting:
3. Basılacak dokuya bağlı olarak, Genel olarak, termal mürekkep tarafından basınç tetiklenir. the future of burn wound reconstruction?.
biyomateryal yapı iskeleleri ve püskürtmeli biyoyazıcı, elektrostatik Burns & trauma, 7.
2. Mikro Ekstrüzyon Biyoyazıcı: Sürekli [2] Murphy, S. V., & Atala, A. (2014). 3D
malzeme ve/veya hücre boncuklarını bioprinting of tissues and organs. Nature
ekstrüde etmek için pnömatik veya biotechnology, 32(8), 773-785.
[3] Sánchez, E. M., Gómez-Blanco, J. C., Nieto,
mekanik dağıtım sistemleri kullanır.
E. L., Casado, J. G., Macías-García, A., Díez, M.
Mikro ekstrüzyon yazıcıları, daha fazla
A. D., ... & Pagador, J. B. (2020). Hydrogels for
viskoz malzeme basılabildiğinden
Bioprinting: A Systematic Review of Hydrogels
daha geniş bir biyomateryal seçimine
Synthesis, Bioprinting Parameters, and
izin verir. Yapılar hidrojel ile basılır
Bioprinted Structures Behavior. Frontiers in
ve malzeme daha sonra fiziksel veya Bioengineering and Biotechnology, 8.
kimyasal olarak katılaştırılır, böylece [4] Vanaei, S., Parizi, M. S., Salemizadehparizi,
yapılar 3D şekiller oluşturmak için F., & Vanaei, H. R. (2021). An overview on
birleştirilebilir. materials and techniques in 3d bioprinting
toward biomedical application. Engineered
Regeneration, 2, 1-18.
3. Lazer Tabanlı Biyoyazıcı: Biyoinkler,
[5] Bishop, E. S., Mostafa, S., Pakvasa, M., Luu,
metal film desteği üzerinde biriken sıvı
H. H., Lee, M. J., Wolf, J. M., ... & Reid, R. R.
veya jel solüsyon içindeki hücrelerdir.
(2017). 3-D bioprinting technologies in tissue
Metal film daha sonra gelen lazer
engineering and regenerative medicine:
ışığıyla birlikte buharlaştırılır ve bu da
Current and future trends. Genes & diseases,
biyoink damlacıklarının giderilmesine 4(4), 185-195.
yol açar. Lazer biyoyazıcıda püskürtme [6] Gungor-Ozkerim, P. S., Inci, I., Zhang, Y. S.,
uçları kullanılmadığından, hücre Khademhosseini, A., & Dokmeci, M. R. (2018).
tıkanma sorunları yaşanmaz. Diğer Bioinks for 3D bioprinting: an overview.
bir avantajı ise, hücre canlılığını Biomaterials science, 6(5), 915-946.
Şekil 1. Biyoyazımın farklı adım ve aşamaları [1].
etkilemeden yüksek hücre https://www.drbioengineer.com/post/3b-
yoğunluklarında baskı yapabilmesidir. [1][4] biyoyaz%C4%B1c%C4%B1lar