Mencetak Organ Sesuai Permintaan Dengan Bioink Aman

AsianScientist (17 Januari 2022) – Bioink dengan toksisitas yang berkurang dapat menjadi pengubah permainan dalam menghasilkan jaringan dan organ kompleks yang kompatibel dengan tubuh manusia. Ini juga berpotensi membantu dalam aplikasi klinis seperti pengobatan penyakit, menunjukkan temuan tim peneliti Korea Selatan-Selandia Baru yang diterbitkan di Bahan Fungsional Tingkat Lanjut.

Disebut-sebut sebagai masa depan kedokteran regeneratif, pencetakan 3D memberi para ilmuwan kebebasan untuk menghasilkan desain yang rumit, termasuk organ skala manusia. Namun, hasil cetakan seringkali hanya sebagus tinta yang digunakan. Jika tinta tidak aman, tisu yang dicetak bisa menjadi racun.

Bioinks berdasarkan decellularized extracellular matrix (dECM)—jaringan protein dan karbohidrat bebas sel yang rumit—dapat membuat konstruksi jaringan yang memiliki mikroarsitektur kompleks dan kondusif untuk proses biokimia.

Terlepas dari janji mereka, tinta berbasis dECM saat ini memiliki stabilitas yang buruk. Mereka sering membutuhkan aktivator sinar ultraviolet (UV) beracun dan campuran bahan lain untuk meningkatkan kemampuan cetak dan skalabilitas. Selain itu, menambahkan komponen lain dapat mengurangi biokompatibilitas jaringan yang dibuat. Itu mencairkan sifat bioaktif dECM murni.

Mengambil langkah menuju bioprinting yang lebih aman, para peneliti yang dipimpin oleh Profesor Jang Jinah dari Universitas Sains dan Teknologi Pohang mengembangkan bioink dECM yang diaktifkan cahaya dengan rutenium/natrium persulfat (dERS), dengan sitotoksisitas yang lebih rendah secara unik. Alih-alih UV, rutenium/natrium persulfat (Ru/SPS) berfungsi sebagai aktivator cahaya, bereaksi dengan asam amino tertentu seperti tirosin.

Karena bioink dECM memiliki banyak protein yang membawa tirosin, pengenalan Ru/SPS menyebabkan peningkatan pengikatan internal di antara molekul tirosin. Berkat tautan cepat ini, dERS dapat menyamai biokompatibilitas dan kapasitas regeneratif dECM murni, sambil memungkinkan geometri yang lebih rumit.

Dengan bioink baru, para peneliti juga berhasil membuat jaringan kornea dan jantung, mencapai fleksibilitas dan keamanan pencetakan yang ditingkatkan. Mereka membayangkan materi mereka untuk membantu memungkinkan pembuatan jaringan cetak 3D yang dapat diskalakan untuk beragam aplikasi, dari robot lunak hingga model penyakit.

“dERS dapat berfungsi sebagai platform untuk membangun kinerja spesifik jaringan untuk sel yang dienkapsulasi dan membuat konstruksi volumetrik hidup skala sentimeter,” kata Jang. “Teknologi ini membuka jalan baru untuk aplikasi dalam pengobatan regeneratif.”

Artikel tersebut dapat ditemukan di: Kim et al. (2021) Bioinks berbasis matriks ekstraseluler deseluler yang diaktifkan cahaya untuk analog jaringan volumetrik pada skala sentimeter.