Bioimpresión 3D
Aproveche los modelos celulares bioimpresos 3D de alto rendimiento automatizados para investigación, descubrimiento de fármacos y toxicología.
¿Qué es la bioimpresión 3D?
La tecnología de bioimpresión tridimensional (3D) es una solución innovadora que implica la deposición capa a capa de materiales biológicos (como diversos tipos de células, biotintas y factores de crecimiento) para crear estructuras 3D que recreen la arquitectura y función de modelos celulares 3D. Este proceso es similar a la impresión 3D tradicional, pero adaptada específicamente a aplicaciones biológicas.
Los componentes clave de la bioimpresión 3D son:
- Biotintas: Estas son los materiales para imprimir que contienen las células vivas y otros biomateriales. Sirven como bloques de construcción para crear modelos celulares 3D.
- Impresora: Las impresoras 3D utilizadas en bioimpresión permiten controlar de forma precisa la colocación de células y biomateriales.
- Software: El software óptimo tiene la capacidad de diseñar estructuras impresas 3D personalizadas programando las biotintas según patrones específicos. El software también debe garantizar que los flujos de trabajo personalizados se puedan combinar con otras tareas.
https://vids.moleculardevices.com/watch/Ru4dmoEYsvT6nVceekhhWL
La bioimpresora BioAssemblyBot 400 (BAB400) se integra perfectamente con el sistema de cribado de alto contenido ImageXpress para un flujo de trabajo en biología 3D automatizado.
Optimice la bioimpresión para biología 3D
Los diferentes tipos de bioimpresoras para biología 3D utilizan diferentes técnicas para imprimir y dispensar células. Algunas de estas técnicas son extrusión, chorro de tinta, estereolitografía, bioimpresión asistida por láser y modelado por deposición fundida. La mayoría de las técnicas utilizan hidrogeles cargados de células que no permiten recrear adecuadamente el entorno complejo necesario para el desarrollo de organoides. En cambio, las impresoras por extrusión, como BioAssemblyBot® 400, admiten adecuadamente estos entornos, con el beneficio añadido de ser capaces de aumentar la adaptabilidad en un breve periodo de tiempo. Además, las impresoras por extrusión facilitan el uso de una amplia gama de biotintas, como agregados celulares, microtransportadores, hidrogeles con células, componentes de la matriz descelularizados y mucho más. La bioimpresión por extrusión permite la impresión con una elevada densidad celular, es fácil de implementar, permite la obtención de estructuras anatómicamente porosas, es fácil de aprender, el hardware es más asequible, forma estructuras biocompatibles y reduce el daño celular.
Potencial de las nuevas aplicaciones de bioimpresión 3D
La llegada de la bioimpresión 3D ha marcado el comienzo de una nueva era en ingeniería genética, ofreciendo soluciones transformadoras en ingeniería de tejidos, desarrollo de fármacos, modelos de enfermedades, medicina personalizada y terapia regenerativa. Esta innovadora tecnología permite la fabricación precisa de estructuras biológicas funcionales, revolucionando la investigación y la atención sanitaria gracias a su potencial para abordar cambios críticos y mejorar los tratamientos.
- Ingeniería tisular: La bioimpresión tiene el potencial de revolucionar el campo de la ingeniería tisular creando órganos en miniatura u “organoides” que se pueden utilizar para estudiar estructuras biológicas. También ofrece la posibilidad de solucionar la escasez de modelos verdaderamente representativos de la estructura y función in vivo.
- Análisis y desarrollo de fármacos: Los modelos bioimpresos pueden utilizarse en el análisis de fármacos para proporcionar una representación más precisa de cómo se comportan estos en el cuerpo humano en comparación con los cultivos celulares tradicionales. Esto puede reducir potencialmente la necesidad de pruebas en animales y mejorar la eficiencia del desarrollo de fármacos.
- Modelos de enfermedades: La bioimpresión permite la creación de modelos realistas que representan tejidos y órganos humanos, lo que puede permitir a los investigadores entender mejor las enfermedades y desarrollar tratamientos dirigidos.
- Medicina personalizada: La capacidad de generar tejidos y órganos con las propias células de un paciente abre la puerta a la medicina personalizada. Esto puede conducir a tratamientos adaptados a la constitución genética exclusiva de un individuo y reducir el riesgo de posibles fracasos farmacológicos.
- Medicina regenerativa: La bioimpresión puede contribuir a la medicina regenerativa proporcionando un medio para reparar o reemplazar tejidos y órganos dañados. Aunque no se ha abordado su aplicabilidad en humanos, ofrece la posibilidad de mejorar los procesos de curación naturales del cuerpo. Además puede actuar como un puente importante entre los estudios preclínicos y clínicos si es posible aprobar protocolos que permitan el uso amplio y directo de esta tecnología en la medicina regenerativa.
Flujo de trabajo de ensayos de bioimpresión
Nuestra plataforma de bioimpresión cuenta con una carcasa automatizada avanzada, BioAssemblyBot 400 (BAB 400) para la construcción de sistemas de modelos 3D con mayor rendimiento y precisión, eliminando las preocupaciones comunes asociadas con los flujos de trabajo manuales. BAB 400 utiliza un brazo robótico de seis ejes equipado con “manos BAB” intercambiables para producir y mantener de forma eficiente tejidos, organoides y esferoides vivos. Se integra a la perfección con nuestro sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress Confocal HT.ai, equipado con el software de análisis de imágenes IN Carta, un potente software de análisis de imágenes de aprendizaje automático/IA. Esta solución automatizada integral garantiza un flujo de trabajo de ensayos de bioimpresión 3D completamente optimizado.
- Preparación de suspensiones celulares: Las células se recogen y se cuentan para resuspenderlas en medio de cultivo celular a la concentración necesaria.
- Preparación de biotinta: La matriz extracelular específica del ensayo se mezcla con la suspensión celular a las concentraciones necesarias y a temperaturas específicas.
- Impresión en pocillos de microplacas: La “mano” del cabezal de impresión del brazo robótico imprime la biotinta con las células en las placas de cultivo celular.
- Incubación y adición de medio: Las estructuras impresas se incuban sobre la plataforma o en el incubador a la temperatura y durante el tiempo necesarios. Las células de las estructuras se alimentan con medio de cultivo con factores de crecimiento específico de la línea celular y las condiciones del ensayo.
- Cambio del medio y monitorización de la formación del modelo celular 3D: Las células se alimentan periódicamente para reponer los nutrientes agotados. Estas células de las estructuras se incuban y crecen mientras se aclimatan para pasos del ensayo posteriores.
- Adición de reactivos: Cuando así lo requiere el flujo de trabajo, se añaden diversos reactivos (por ejemplo, factores de crecimiento, fármacos o incluso colorantes) para el crecimiento, el cribado de fármacos o la adquisición de imágenes de biomarcadores.
- Ensayos de punto final, adquisición de imágenes y análisis: Se llevan a cabo los pasos finales del flujo de trabajo del ensayo para recopilar datos relevantes. Los datos recopilados se analizan posteriormente con métodos estándar o personalizados.
Si bien la bioimpresión aún tiene algunos problemas por resolver para mejorar las formulaciones de las biotintas, la vascularización de los modelos y la funcionalidad del modelo celular, es una tecnología prometedora que avanza rápidamente. A pesar de estos problemas, los investigadores están adoptando con premura más que nunca la bioimpresión para imitar estructuras y funciones in vivo que permitan ofrecer terapias dirigidas, eficientes y efectivas.