I ricercatori della Carnegie Mellon University hanno sviluppato una biostampante 3D a basso costo modificando una stampante 3D desktop standard, e hanno rilasciato i progetti innovativi come open source in modo che chiunque possa costruire il proprio sistema. I ricercatori, il professore associato Adam Feinberg di Scienza e ingegneria dei materiali (MSE) e Ingegneria biomedica (BME), Il borsista postdottorato BME TJ Hinton, e Kira Pusch, un neolaureato del programma universitario MSE, ha recentemente pubblicato un articolo sulla rivista HardwareX che contiene le istruzioni complete per la stampa e l'installazione della siringa basata, estrusore di grande volume (LVE) per modificare qualsiasi tipico, stampante commerciale in plastica.

"Ciò che abbiamo creato, "dice Pusch, "è un estrusore a pompa a siringa di grande volume che funziona con quasi tutte le stampanti di modellazione a deposizione fusa (FDM) open source. Ciò significa che è un adattamento economico e relativamente facile per le persone che utilizzano stampanti 3D".

Come spiegano i ricercatori nel loro articolo, "Estrusore a pompa a siringa di grande volume per stampanti 3D desktop, " la maggior parte delle biostampanti 3D commerciali attualmente sul mercato hanno un costo da $ 10, 000 a più di $ 200, 000 e sono tipicamente macchine proprietarie, fonte chiusa, e difficile da modificare.

"Essenzialmente, abbiamo sviluppato una stampante biologica che puoi costruire per meno di $ 500, che direi sia almeno alla pari con molti che costano molto di più, "dice Feinberg, che è anche membro della Bioengineered Organs Initiative della Carnegie Mellon. "La maggior parte delle biostampanti 3D inizia tra $ 10K e $ 20K. Questo è significativamente più economico, e forniamo video didattici molto dettagliati. Si tratta davvero di democratizzare la tecnologia e cercare di metterla nelle mani di più persone".

E non solo LVE riduce i costi, consente inoltre agli utenti di stampare tessuti umani artificiali su scala più ampia e con una risoluzione più elevata, aprire le porte ai ricercatori, creatori, e professionisti per sperimentare biomateriali e fluidi di stampa 3D.

"Di solito c'è un compromesso, " spiega Feinberg, "perché quando i sistemi erogano quantità minori di materiale, abbiamo più controllo e possiamo stampare piccoli oggetti ad alta risoluzione, ma man mano che i sistemi diventano più grandi, sorgono diverse sfide. La biostampante LVE 3-D ci consente di stampare scaffold tissutali molto più grandi, alla scala di un intero cuore umano, con alta qualità."

"La biostampa è stata storicamente limitata in volume, "aggiunge Pusch, "quindi essenzialmente l'obiettivo è quello di aumentare il processo senza sacrificare i dettagli e la qualità della stampa".

Spingere, il primo autore sulla carta, è stata assistente di ricerca nel laboratorio di Feinberg per tre anni durante la sua carriera universitaria. Durante quel periodo, ha ricevuto un'International Summer Undergraduate Research Fellowship (iSURF) per lavorare nei Paesi Bassi, e anche internato con il Center for Additive Technology Advancement di General Electric. Dopo la sua laurea alla Carnegie Mellon nel dicembre del 2017, ha iniziato uno stage primaverile presso Formlabs a Boston e da allora ha accettato una seconda posizione di stage per l'estate presso Blue Origin a Seattle. Pusch è anche coautore di un secondo articolo in Scienza e ingegneria dei biomateriali ACS con Hinton, "Elastomero PDMS di stampa 3D in un bagno di supporto idrofilo tramite inclusione reversibile a forma libera". Come assistente di ricerca nel laboratorio di Feinberg, Pusch ha potuto sperimentare l'applicazione nel mondo reale della sua ricerca all'inizio della sua carriera accademica. Quando le è stato chiesto della sua esperienza nel laboratorio di Feinberg, Pusch sottolinea quanto sia grata di aver avuto l'opportunità di lavorare con mentori così incoraggianti e brillanti.

Nella loro carta, i ricercatori hanno dimostrato il sistema utilizzando alginato, un biomateriale comune per la stampa 3D, e utilizzando la tecnica del laboratorio di inclusione reversibile a forma libera di idrogel sospesi (FRESH).

Il laboratorio di Feinberg mira a produrre ricerca biomedica open source su cui altri ricercatori possono ampliare. Rendendo la loro ricerca ampiamente accessibile, Il laboratorio di Feinberg spera di seminare ampiamente l'innovazione, incoraggiare il rapido sviluppo delle tecnologie biomediche per salvare vite umane.

"La immaginiamo come la prima di molte tecnologie che introduciamo nell'ambiente open source per portare avanti il ​​settore, " dice Feinberg. "È qualcosa in cui crediamo davvero".