Bioprinting är ett nytt område för forskning och ingenjörskonst som involverar utskriftsenheter som deponerar biologiskt material. Det långsiktiga målet är att tekniken ska kunna användas för att skapa ersättningsorgan eller till och med hela organismer av biologiska råmaterial.
Idag är bioprinters i utvecklingsstadiet och används främst som vetenskapliga verktyg. De saknar den hastighet och finjustering som krävs för kommersiellt utplacering, även om den dagen kanske inte är långt borta. De första bioskrivarna avsatte droppar så små som 100 pikoliter (som jämförelse är volymen av en cell runt 3 pikoliter och de bästa bläckstråleskrivarna kan deponera droppar 1-5 pikoliter i volym) med en hastighet av tiotusentals per sekund. Nyare bioskrivare kan extrudera enskilda celler från en mikropipett med lägre hastighet.
En bioprinter utvecklad av Gabor Forgacs, en biofysiker vid University of Missouri i Columbia, använde kombinationer av ”bioink” och ”biopaper” för att skriva ut komplexa 3D-strukturer, om än inte i cellupplösning. En skrivare på 10,000 pikoliter arbetar med 10 100 punkter per sekund (60 kHz) och kan producera 86 mikroliter vävnad varje minut, eller 100 milliliter per dag, en mängd vävnad som nästan kan fylla ett typiskt provrör. Nackdelen med XNUMX picoliter-skrivaren är dess låga upplösning – de flesta organiska vävnader vi känner till kräver exakt organisation på cellnivå för att fungera korrekt.
När Forgacs använde mikropipettmetoden med encellig upplösning kunde de skapa funktionell, levande vävnad som betedde sig som det organ det kom ifrån. Till exempel, när de använde bioprintern för att deponera kycklinghjärtceller på en skål, började de slå synkront. Med tanke på en mycket detaljerad karta över de cellulära nätverken i ett mänskligt hjärta, finns det inga grundläggande hinder mellan att gå från denna rudimentära bioprinter till en som skriver ut hela mänskliga organ inom ett eller två decennier.
Bioprinters finns i hela science fiction. Till exempel, i The Fifth Element, får en av huvudkaraktärerna sin kropp skapad av en bioprinter i öppningsscenen av filmen. Vissa har till och med hyllat bioprinting som en möjlig väg till odödlighet, men detta är tveksamt på kort sikt på grund av svårigheten att undvika störande ytceller när man ersätter åldrande inre celler.