Uluslararası Uzay İstasyonunda Yapılan Deneylerden de Yararlanılarak Yeni Bir 3D Bioprinting Yöntemi Geliştirildi:
Genel olarak 3d bioprinting yöntemleri doku benzeri yapıları oluşturmak için “bio mürekkepler” olarak adlandırılan malzemeleri katman katman üst üste ekleyerek çalışır. Fakat son zamanlarda, özellikle 8 10 yıl içerisinde 3d bioprinting (üç boyutlu canlı baskı) yöntemleri çok büyük değişimlere uğramıştır. Bu yöntemlerden birisi de manyetik biobaskı yöntemidir. Bu yöntemde canlı uyumlu manyetik nano parçacıklardan yararlanılır. Canlı uyumlu mürekkepler manyetik parçacıklar ile etiketlenir ve bu şekilde manyetik elanla yönlendirilir.
Bütün bu yöntemlerin dışında, bir Rus araştırma ekibi yeni bir yöntem geliştirdi. Bu yeni yöntemde dokular üretilirken katmanlardan veya manyetik parçacıklarla yapılan etiketlemelerden yararlanılmıyor. Düşük yerçekimli ortamlarda manyetik alanla kaldırma mantığına dayanan bu yeni yöntem 3d Bioprinting Çözümleri şirketi bünyesinde Rusya Bilimler Akademisi’nin Yüksek Sıcaklıklar Enstitüsü bölümü (JIHT RAS) ve diğer Rus ve yabancı bilim insanları ile işbirliği ile gerçekleştirildi.
Uluslararası Uzay İstasyonunda Yapılan DeneySonuçlarından Faydalanıldı!
JIHT RAS’da tozlu plazma teşhis labaratuvarı yöneticisi Mikhail Vasiliev; “2010 dan 1017 senesine kadar olan süreçte Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki Rus Orbital Bölümü’nde “Coulomb Crystal” deney düzeneğinde bir dizi deney gerçekleştirildi. Bu aygıtın (Coulomb Crystal deney düzeneğinin) ana unsuru, homojen olmayan manyetik alanlar oluşturan bir elektromıknatıstır. Bu elektromıknatıs, çok düşük yer çekimli ortamda diamanyetik parçacıklardan (bunlar manyetik alanın zıddı yönde manyetize olur) oluşan yapıları oluşturabilir.
Yapılan bu deneysel çalışmada bilim insanları özel şekillere sahip manyetik alanlarda ve çok düşük yer çekimli ortamlarda yüklü parçacıkların nasıl hereket ettiğini açıkladı. Bunun yanında moleküler dinamik metodları kullanılarak deneysel sürecin matematiksel modeli geliştirildi. Ulaşılan bu sonuçlar doku gibi binlerce molekülden oluşan büyük parçacıkların üç boyutlu olaraknasıl elde edilebileceğine ışık tuttu.
Manyetik alandan yararlanarak çalışan 3d bioprinting yöntemleri, yer çekiminden kaynaklanan bir takım sınırlamalara sahiptir. Bu yöntemlerde yer çekimi kuvvetinin gücünün azaltılması için manyetik alanı oluşturan mıknatısların gücünün artırılması gerekmekte idi. Bu da daha karmaşık yapılara sahip 3d biyo yazıcı manasına gelmektedir. Yer çekiminin etkisini ortadan kaldırmak için kullanılan bu yöntemde manyetik alan kuvveti artırılarak yer çekimi juvveti dengelenmeye çalışılıyordu. 3D Bioprinting Çözümleri şirketinin geliştirdiği bu yeni yöntemde ise probleme daha farklı bir açıdan yaklaşıldı. Çalışma ekibi yer çekimi kuvvetini azaltmayı denedi. Bu yönteme, üçboyutlu yapıları hemen hemen her köşesinden başlayarak oluşturulmasına izin verdiğinden dolayı “biçimlendirici üç boyutlu biyo üretim” denilmektedir. Araştırmacılar JIHT RAS bilim adamlarının deneysel verilerini ve matematiksel modellerini, oluşturulacak yapıların şeklini kontrol etmek için kullandılar.
Vasiliev;”Coloumb Kristal deneylerinde “mekansal sınırlı yapıların oluşumu” üzerine yapılan çalışmaların sonuçları homojen olmayan manyetik alanlar ve çok düşük yer çekimi koşulları altında doku benzeri yapıların, programlanabilir bir şekilde parçacıkların kendiliğinden birleşmesi ile oluşabilmesini sağlayan yeni bir 3d bioprinting yönteminin gelişmesine yol açtı.” dedi.
Kısaca Bu Yeni 3D Bioprinting Yöntemi:
Bu yeni yöntemi biraz daha anlaşılır bir şekilde açıklamak gerekirse, bilim insanları 3d bioprinting uygulamalarında kullanılan hammadde olan biyo uyumlu mürekkepleri manyetik alan içerisinde kontrol ederek hareket ettirmeyi amaçlıyorlar. Bu sayede her bir parçacığı, yer çekimsiz ortamda her bir parçacığı olması gereken yere sürüklemek için manyetik alandan faydalanıyorlar. Bu yeni yöntemle üretilecek dokular uzay çalışmalrında radyasyona maruz kalan astronotların sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerin incelenmesinde ve tahmin edilmesinde kullanılabilecek. Yapılan çalışma Biofabrication dergisinde “manyetik levitasyon ile iskelesiz ve nozülsüz biyo üretim teknolojisi” başlığı ile yayınlandı.