Från bildskärm till bioteknik – ritar mänsklig vävnad i 3D

Med laserteknik från elektronikindustrin skapar forskare tredimensionella vävnadsmodeller. Metoden banar väg för nya möjligheter inom många områden.

Gustaf Mårtensson är teknisk fysiker och expert inom strömningsmekanik på automationsföretaget Mycronic. I sitt dagliga arbete befinner han sig långt från biolabb och vävnadsodling. Ändå är det just där, i gränslandet mellan högteknologisk tillverkning och cellbiologi, som han och hans kollegor nu bryter ny mark.
– Vi jobbar vanligtvis med mönstringsteknologi för att bygga platta bildskärmar. Men här använder vi samma teknik för att rita tredimensionella strukturer i en ljuskänslig hydrogel – strukturer som celler sedan kan växa kring och bilda vävnad, säger han.
Det har många fördelar. En styrka är möjligheten att anpassa mönstringsprocessen efter vävnadstyp, men också att övervaka processen i realtid. Genom att anpassa belysningen kan de finjustera hydrogelens styvhet, optimera den för olika celltyper och se hur vävnaden påverkas av miljöförändringarna under belysningen.

Utbytet avgörande
Tekniken är i fokus i två parallella projekt: EU-projektet B-BRIGHTER som arbetar med att förfina och industrialisera tekniken samt SSF-projektet Novel light-based bioprinting strategies vars mål är att hitta nya tillämpningar. Samarbetet i projekten har inkluderat biologer, ingenjörer och materialvetare från bland annat Sverige, Tyskland, Spanien och Israel. Gustaf understryker värdet av den tvärvetenskapliga ansatsen.
– Det är spännande att se hur kunskap från ett område, elektronikindustrin, kan användas inom helt andra fält som biologi och medicin. Utbytet mellan olika discipliner har varit avgörande för att projektet ska lyckas.
– Vi har lyckats skapa realistiska modeller av bland annat mänsklig hud, och fortsätter med hornhinna och tarmvävnad. De konstgjorda vävnaderna ska likna kroppens egna både till struktur och funktion, vilket gör dem värdefulla för medicinska tester och forskning. Vi har även färdigställt två prototyper, 3D-skrivare som möjliggör tester med teknologin i avancerad labbmiljö hos våra samarbetspartners.
Gustaf nämner flera nya tillämpningsområden som projektet inte hade som utgångspunkt men som växt fram under arbetets gång, bland annat Organ-on-chip och mikrofluidiksystem i samarbete med professor Anna Herland på KTH. Teknologin har även visat potential att vara användbar för DNA-screening och molekylärbiologi.
– Mitt mål med det här projektet är att hitta andra användare, andra applikationer, andra vävnadstyper som folk skulle vilja göra någonting där tredimensionalitet är viktig.