Bioprinting, canlı hücrelerden yapılan filamentler kullanarak yapay vücut parçaları üreten bir katmanlı imalat sürecidir. Bu biyomalzeme filamentleri (bio-mürekkep olarak adlandırılır), sentetik biyomedikal parçalar oluşturmak için katman katman ekstrüde edilir. Biyobaskı, yaşayan dokular, kemikler ve kan damarları gibi biyolojik replikaları üretmek için kullanılıyor ve gelecekte tüm organları sıfırdan üretebilme amacını taşıyor.
Biyobaskı süreci, istenen hücrelerin izole edilip, bir kültürleme süreciyle çoğaltılmasını içeriyor. Bu hücreler, oksijen ve besin sağlayan bir hidrojel çözeltisiyle karıştırılarak bir kartuşa yükleniyor. Bu bio-mürekkep formülasyonları, hücrelerin doku olarak büyüyüp olgunlaşmasına yardımcı olan çeşitli biyopolimerler, proteinler ve büyüme faktörlerinden oluşuyor.
Biyobaskıda, öncelikle bilgisayar destekli tasarım (CAD) dosyası kullanılarak dijital bir plan oluşturuluyor. Bu, nesnenin alttan yukarıya doğru inşa edileceği üç boyutlu bir çerçeve hazırlar. Daha sonra, bir robot kol tarafından yönlendirilen bir nozül, X-Y-Z ekseninde yatay olarak hareket ederek, CAD dosyası planına uygun olarak filament ekstrüde eder. Bu süreçte, bio-mürekkep, son yapıyı bir iskelet tepsisi veya sıvı bir taban üzerine katman katman inşa eder.
Biyobaskının en büyük başarıları, kan damarları, kapillerler ve diğer besin ve atık değişiminden sorumlu tüpler gibi basit, düz ve boş biyomedikal yapılar üzerindedir. Bu teknolojinin gelecekteki gelişimi, hücresel yapıları oksijen ve besinle besleyebilecek içsel kan damarları ile yapay modellerin nasıl basılacağını anlamak gibi zorluklarla karşı karşıyadır. Bu zorluklar, bitkisel hücrelerle insan hücre bio-mürekkeplerinin birleştirilmesi gibi alışılmadık projeleri ortaya çıkarıyor.
Biyobaskı, hastalıklı veya hasar görmüş dokuları onarmak veya yeniden oluşturmak için regeneratif tıbbın öncüsü olarak görülüyor. Biyobaskı, ilaç denemelerinde ve tedavi araştırmalarında laboratuvar tabanlı araştırmalarda test ediliyor. Örneğin, 2022’de Teksas, San Antonio’daki cerrahlar, hastanın kendi hücrelerinden yetiştirilen bir kulağı insan üzerine başarıyla nakletti.
Bu yenilikçi teknoloji, kişiselleştirilmiş, reddedilmeye dirençli tedaviler sunmak ve hayvan deneylerini azaltmak için büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak, biyobaskı pahalı bir süreçtir ve yüksek kalibreli makineler gerektiriyor. Ayrıca, biyobaskı sırasında hücrelere zarar verme ve malzeme uyumsuzluğu gibi bazı zorluklar da bulunuyor.