Biyoyazıcılar vücuttaki dokuları, kemikleri ve kan damarlarını taklit eden parçaları kopyalamak için 3D baskının biyomalzemeler ile kombinasyonudur. Biyolojik baskı çalışmaları, vücuttaki hemen hemen her dokuyu ve organı incelemek, yeniden oluşturmak için tıpta 2007’den beri varlığını sürdürmektedir. 

Biyoyazıcılar biyomateryallerle ve hücrelerle baskı yaparak canlı hücrelerin çoğalmasını sağlayan organ benzeri bir yapı oluşturur. Yeni bir teknoloji olan biyolojik baskı, doku mühendisliği ve biyomühendislik gibi alanlarda kullanılmaktadır.

biyoyazıcı

Biyoyazıcılar Nasıl Çalışır?

Biyolojik baskı, biyomalzemelerin doğal dokuları taklit eden doku benzeri yapılar oluşturmak için birleştirildiği katmanlı bir üretim sürecidir. Bu yapıları katman katman oluşturmak için kullanılan biyo-mürekkep, 3D baskı teknolojisini kullanarak tasarlanmış ve canlı doku üretmek için kullanılan bir malzemedir. Sadece hücrelerden oluşabildiği gibi, hücreleri saran ek bir taşıyıcı malzeme de eklenebilir. Bu taşıyıcı malzeme genellikle üç boyutlu moleküler yapı iskelesi görevi gören bir biyopolimer jeldir. Jel, baskı işlemi sırasında hücrelere koruma sağlayabilir. Hücrelerin bu jele yapışmasıyla birlikte yayılma, büyüme ve çoğalma gerçekleşir.

Neden Önemlidir?

Canlı dokularla çalışmayı içerdiği için farklı bir yöntem olan biyolojik baskı, insan doku ve organlarının gerçek makro ve mikro ortamını taklit edebilmektedir. Hayvan deneylerine olan ihtiyacı azaltma potansiyeli vardır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte organ reddi riskini de azaltacak bir etkiye sahip olabileceği düşünülmektedir. 

biyoyazıcı

Uygulama Alanları

İlaç geliştirme çalışmalarında biyo-baskılı dokular, ilaç etkisinin daha erken aşamalarda belirlenmesine yardımcı olabilir. Hem zaman hem de maliyet açısından uygun bir çözüm sunar. Organ bağışı listelerinin uzunluğu hastaların aylarca hatta yıllarca beklemesine yol açmaktadır. Biyoyazıcılar, organların kullanılabilirliği ve organla ilgili sorunların daha hızlı çözülmesine yardımcı olabilir. Yapılan çalışmaların ilerlemesiyle birlikte plastik cerrahi, deri grefti, kemik bandajları gibi terapötik prosedürler için kullanılabilirler.

Heyecan verici birçok gelişme mevcuttur

Deri

Her katman içinde farklı hücrelerden oluşan çok katmanlı bir organ olan deri için araştırmacılar, zamanla biyo-baskının dermis ve epidermis gibi cilt katmanlarının çoğaltılmasına yardımcı olabileceği konusunda umutlular. Vücuttaki aşınma ve yıpranmanın yanı sıra organ sağlığı için gerekli olan deri ve diğer sinir sistemi dokularının onarımına yardımcı olmak için kıkırdak oluşturabilen 3D biyo-baskı üzerinde çalışmalar yapılmaktadır.

biyoyazıcı

Kornea

2018 yılında Newcastle Üniversitesi’ndeki bilim insanları ilk kez bir insan korneasını üç boyutlu olarak yazdırmayı başardı. Kök hücreler aljinat ve kollajen ile birleştirilerek, 10 dakikadan daha kısa bir sürede bir biyo-mürekkep oluşturuldu. Biyo-mürekkep materyali, ön testlerde büyük biyo-uyumluluk gösterdi.

Karaciğer

2019 yılında Breziyalı araştırmacılar tarafından minyatür karaciğerlerin biyo-baskısının başarılı bir şekilde yapıldığı bildirildi. Bu organoid yapılar, karaciğerin protein üretme ve safra salgılama gibi normal işlevlerini yerine getirdi.

Kalp

En heyecan verici gelişme ise kalp için gerçekleşti. Yine 2019 yılında Tel Aviv Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, ilk kez tamamen vaskülerize edilmiş 3D baskılı mini kalp çalışmasıyla yankı yaptı. Yine aynı yıl bir şirket, kendi biyobaskılı kalbini geliştirdiğini duyurdu. 

Böbrek, kemik, yumurtalık ve kulak için de çalışmalar mevcuttur. Bu alanda gidilmesi gereken yol uzun olsa da işlevsel insan doku ve organlarını tasarlamaya yönelik yapılan çalışmaların hepsi çok ümit vericidir. 

biyoyazıcı

Kaynak ve İleri Okuma: 1, 2, 3

Editör: Efe Şen