Dieses Tief

Forscher der University of Cambridge und des King's College London haben eine tragbare extrusionsbasierte Bioprinting-Plattform namens BioArm vorgestellt, die sich in einen Rucksack packen lässt – und von der sie hoffen, dass sie im Kampf gegen Krebs helfen könnte.

„BioArm hat mit seiner Tragbarkeit und Benutzerfreundlichkeit das Potenzial, 3D-Bioprinting einer breiteren Forschungsgemeinschaft zugänglich zu machen“, sagt Co-Erstautor Yaqi Sheng über die Gründung des Teams. „Dieser Bioprinter hat neue Wege beschritten: Er kann sich problemlos an unterschiedliche Arbeitsumgebungen anpassen und behält dabei eine relativ hohe Genauigkeit bei. Seine Anpassungsfähigkeit, Anpassungsflexibilität und biologische Relevanz wurde von bestehenden kostengünstigen und Open-Source-Bioprintern noch nicht gezeigt.“

Basierend auf einem speziell entwickelten Druckkopf und einem hackbaren Roboterarm ist der BioArm-Bioprinter so konzipiert, dass er sich in einem Rucksack verstauen lässt, um ihn tragbar zu machen. Er wiegt weniger als 5 kg und kostet weniger als 1.000 £ (ca. 1.250 $) in der Herstellung. Wenn es einsatzbereit ist, kann es in weniger als 15 Minuten betriebsbereit sein – und kann Tumoroide in etwa 90 Sekunden mit einer zellbeladenen Hydrogel-„Biotinte“, die den Aufbau von Maustumoren nachahmt, in 3D drucken .

Der Drucker selbst basiert auf einem RS Pro Hybrid-Schrittmotor-Druckkopf, der von einem Arduino Mega 2560 gesteuert wird und an einem UFactory uArm Swift Pro montiert ist, der von einem Python-Programm gesteuert wird. Ein Metallrahmen lässt sich zur Lagerung und zum Transport zerlegen, während ein 3D-gedruckter Tisch die Petrischale hält, auf die das Biotintenmaterial gedruckt wird.

Um die Leistungsfähigkeit des Druckers zu beweisen, hat das Team ihn als Werkzeug zum Testen simulierter Immuntherapiebehandlungen für Krebs und krebsassoziierte Fibroblasten getestet – wobei das körpereigene Immunsystem zur Identifizierung und Bekämpfung der Krebszellen eingesetzt wird. Die Idee des 3D-Drucks von Testtumoren ist als wünschenswerte Alternative zu Tierversuchen nicht neu, aber der Drucker des Teams bietet eine Reihe von Vorteilen – von seinen geringen Kosten bis hin zu seiner einfachen Tragbarkeit.

„Bioprinted-Krebsmodelle ahmen die 3D-Heterogenität echter Tumore nach“, erklärt Corrado Mazzaglia, Erstautor der Arbeit, in der die Arbeit detailliert beschrieben wird. „BioArm hat das Potenzial, ein breites Spektrum an Tumortherapien zu testen und könnte eine entscheidende Rolle bei der zukünftigen Entwicklung von Ansätzen für die Prüfung von Krebsmedikamenten spielen.“

Die Arbeit des Teams wurde in der Zeitschrift Biofabrication unter Open-Access-Bedingungen veröffentlicht.