Imprima e sinta como as impressoras 3-D podem melhorar o acesso a tecnologias essenciais para a descoberta científica

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Anonim

As impressoras 3-D podem fazer praticamente qualquer coisa hoje em dia, desde um par de tênis de corrida até peças de chocolate, madeira e aeronaves. E acontece que até aparelhos científicos complexos são usados ​​na pesquisa do câncer.

Ferramentas inovadoras e econômicas são essenciais na pesquisa em ciências da vida para entender como as células cancerígenas migram de um lugar para outro durante a metástase, para investigar como os neurônios se conectam nas redes durante o desenvolvimento humano e observar como os glóbulos brancos respondem às infecções. Na NYU Abu Dhabi, engenheiros biomédicos estão projetando novas tecnologias que os biólogos precisam para fazer importantes descobertas nessas áreas.

Um desses dispositivos é chamado de sonda microfluídica, ou MFP, como é chamado no laboratório. Normalmente feitas de vidro ou silício, essas ferramentas científicas minúsculas - aproximadamente do tamanho de uma ponta de caneta - foram inventadas há cerca de uma década e estão sendo continuamente desenvolvidas e refinadas. As MFPs são usadas por cientistas de todo o mundo para estudar, processar e manipular culturas de células vivas em um ambiente controlado.

Embora a tecnologia esteja bem estabelecida, apresenta desafios e limitações únicos. Especificamente, as MFPs não podem ser facilmente produzidas sob demanda devido a seus complexos procedimentos de fabricação, e são caras para serem feitas em grandes quantidades por causa de seus procedimentos de montagem.

Entre no fascinante mundo da impressão 3D.

"Democratizando" a tecnologia da ciência

Os engenheiros biomédicos da NYUAD usaram uma impressora 3-D para criar uma MFP funcional, integrada e barata para estudar células cancerosas e outros organismos vivos em uma placa de Petri. Seu dispositivo impresso é em forma de cubo com uma ponta de cilindro e funciona com a mesma eficiência que seu primo mais caro e trabalhoso.

"As impressoras 3D fornecem uma técnica simples, rápida e de baixo custo para a fabricação de MFPs", disse o professor assistente de engenharia mecânica e biomédica Mohammad Qasaimeh, cuja equipe desenvolveu uma estrutura para imprimir sondas e quadrupolos microfluídicos em 3-D.

"É mais barato produzir, fácil de escalar para cima ou para baixo, e rápido de fabricar - todas as etapas, do projeto ao produto, podem ser feitas em menos de um dia", explicou, e como resultado, "qualquer laboratório de ciências com um A impressora de estereolitografia de resolução moderada será capaz de fabricar MFPs 3-D sob demanda e usá-los para processar as células de forma confiável. "

MFPs impressas em 3-D, "podem fornecer reagentes de maneira localizada, apenas algumas dezenas de células podem ser alvejadas dentro do prato de cultura, enquanto deixam outros milhões de células cultivadas intocadas", acrescentou Ayoola T. Brimmo, PhD da NYUAD Global.. Fellow em Engenharia e primeiro autor da pesquisa, demonstrando sua funcionalidade em entrega localizada e processamento de células.

Os resultados do estudo, publicados na revista Scientific Reports, baseiam-se no trabalho anterior de Qasaimeh, que desenvolveu sondas e quadrupolos microfluídicos para estudar como os neutrófilos humanos (um tipo de glóbulos brancos) se comportam quando respondem a infecções.

Em um estudo anterior, Qasaimeh e sua equipe de pesquisa usaram uma sonda microfluídica de silício para descobrir como os neutrófilos respondem a fontes móveis de gradientes de concentração que imitam infecções e patógenos. A pesquisa analisou a rapidez com que essas células respondem à estimulação, mostrou como os neutrófilos iniciam suas migrações a uma velocidade máxima que diminui com o tempo, e como os neutrófilos sofrem comportamentos semelhantes aos de rolamento antes de começarem a procurar um local de infecção.

Qasaimeh é o investigador principal do Laboratório Avançado de Microfluidos e Microdispositivos da NYUAD, cujo trabalho se concentra principalmente no desenvolvimento de micro-ferramentas para biólogos que trabalham na pesquisa em saúde humana, incluindo dispositivos para capturar células tumorais circulantes retiradas de amostras de sangue de pacientes com câncer.

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