Screenshot YouTube
Het innovatieve platform, dat wetenschap met kunst combineert, heet MSOP – Multi-Sensor Origami Platform.
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv vertrouwden op de principes van origami, de Japanse kunst van het vouwen van papier, om een originele en innovatieve oplossing te ontwikkelen voor een probleem dat onderzoekers wereldwijd verontrust: het positioneren van sensoren in 3D-biogeprinte weefselmodellen. In plaats van weefsel over de sensoren te bioprinten (wat onuitvoerbaar bleek te zijn), ontwerpen en produceren ze een op origami geïnspireerde structuur die zich rond het gefabriceerde weefsel vouwt, waardoor sensoren op nauwkeurig vooraf gedefinieerde locaties kunnen worden ingebracht.
De studie was een gezamenlijke inspanning van onderzoekers van verschillende eenheden van TAU: de School of Neurobiology, Biochemistry and Biophysics, the Koum Center for Nanoscience and Nanotechnology, the Department of Biomedical Engineering, the Sagol Center for Regenerative Medicine, the Sagol School of Neuroscience and the Drimmer-Fischler Family Stem Cell Core Laboratory for Regenerative Medicine.
De onderzoekers zijn: Noam Rahav, Adi Soffer, Prof. Ben Maoz, Prof. Uri Ashery, Denise Marrero, Emma Glickman, Megane Beldjilali-Labro, Yakey Yaffe, Keshet Tadmor en Yael Leichtmann-Bardoogo. Het artikel werd gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Advanced Science.
Prof. Maoz legt uit: “Het gebruik van 3D-bioprinters om biologische weefselmodellen voor onderzoek te printen is al wijdverbreid. Bij bestaande technologieën beweegt de printerkop heen en weer, waarbij laag voor laag het benodigde weefsel wordt geprint. Deze methode heeft echter een belangrijk nadeel: het weefsel kan niet worden gebioprint over een reeks sensoren die nodig zijn om informatie te verstrekken over de binnenste cellen, omdat tijdens het printen de printerkop de sensoren breekt. We stellen een nieuwe benadering voor het complexe probleem voor: origami."
De innovatie is gebaseerd op een originele synergie tussen wetenschap en kunst. Met behulp van CAD-software (Computer Aided Design) ontwerpen de onderzoekers een multi-sensing-structuur die is aangepast voor een specifiek weefselmodel - geïnspireerd op het vouwen van origami-papier. Deze structuur omvat verschillende sensoren voor het monitoren van de elektrische activiteit of weerstand van cellen op nauwkeurig gekozen locaties in het weefsel. Het computermodel wordt gebruikt om een fysieke structuur te vervaardigen die vervolgens rond het biogeprinte weefsel wordt gevouwen, zodat elke sensor op de vooraf gedefinieerde positie in het weefsel wordt ingebracht. Het TAU-team heeft hun nieuwe platform MSOP genoemd: Multi-Sensor Origami Platform.
De effectiviteit van de nieuwe methode werd gedemonstreerd op 3D-biogeprinte hersenweefsels, waarbij de ingebrachte sensoren de neuronale elektrische activiteit registreren. De onderzoekers benadrukken echter dat het systeem zowel modulair als veelzijdig is: het kan een willekeurig aantal en elk type sensoren in elke gekozen positie plaatsen binnen elk type 3D-biogeprint weefselmodel, evenals in weefsels die kunstmatig in het laboratorium zijn gekweekt. als hersenorganoïden – kleine sferen van neuronen die het menselijk brein simuleren.
Prof. Maoz voegt hieraan toe: “Voor experimenten met biogeprint hersenweefsel hebben we een bijkomend voordeel van ons platform aangetoond: de mogelijkheid om een laag toe te voegen die de natuurlijke bloed-hersenbarrière (BBB) simuleert – een cellaag die de hersenen beschermt tegen ongewenste stoffen die worden meegevoerd in het bloed, dat helaas ook bepaalde medicijnen blokkeert die bedoeld zijn voor hersenziekten. De laag die we toevoegen bestaat uit menselijke BBB-cellen, waardoor we hun elektrische weerstand kunnen meten, wat hun doorlaatbaarheid voor verschillende medicijnen aangeeft. De onderzoekers vatten samen: "In deze studie hebben we een 'out-of-the-box' synergie gecreëerd tussen wetenschappelijk onderzoek en kunst. We hebben een nieuwe methode ontwikkeld, geïnspireerd op het vouwen van origami-papier, waardoor het mogelijk wordt sensoren op nauwkeurig vooraf gedefinieerde locaties binnen 3D te plaatsen. biogedrukte weefselmodellen, om celactiviteit en communicatie tussen cellen te detecteren en vast te leggen. Deze nieuwe technologie is een belangrijke stap voorwaarts voor biologisch onderzoek."
Comments