Novel light-based bioprinting strategies
- Reference number
- SM22-0045
- Project leader
- Mårtensson, Gustaf
- Start and end dates
- 230101-251231
- Amount granted
- 1 070 820 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Tissue engineering is seen as the preferred approach for reconstituting complex tissues that will be employed to push in vitro assays in drug discovery or toxicology, as well as in vivo therapeutic approaches, such as cell therapy or regenerative medicine. In this context, the promise of bioprinting has provided a paradigm-shifting tool for biomedical research that has encouraged the development of a number of technologies for biological additive manufacturing to reach the goal of precise, repeatable, cell-viable and rapid printing of three-dimensional (3D) proxies of tissues and entire organs. With a novel light-sheet (LS) Bioprinter, we will produce tissue surrogates in an ultrafast, highly precise and cost-efficient manner. This technology combines (i) optoelectronic industry developments in realizing laser mask writers, (ii) newly developed high-resolution light-sheet illumination, with (iii) novel and compatible photo-sensitive hydrogel chemistry and (iv) well-established stem cell (SC) culture for creating complex and highly refined tissue structures. Previous work has established proof-of-concept patterning using the technology, but together with academic partners at KTH, the ability to pattern not only at high-resolution and at high speed, but also with specialised and localised tissue rigidity that is known to affect function, will be utilised in strategic life science applications in order to position the technology strategically for future commercialisation.
Popular science description
Biologisk vävnad är en självklar del av forskning och behandling av kroppen. Möjligheten att på konstgjord väg tillverka noggranna, specialiserade vävnadsprover som sedan kan användas för farmaceutiska tester för nya preparat eller toxikologiska undersökningar, eller terapeutiskt som cellterapi eller via transplantation, var en dröm som är på väg att förverkligas. Drömmen om konstgjord vävnad har inspirerat en enorm teknisk utveckling inom området och flera metoder att ‘skriva ut’ (bioprinting) vävnad har förverkligats. Det är en utmaning att samtidigt kunna tillverka vävnadsprover som samtidigt är noggranna nog att härma verklig vävnad, repeterbara från utskrift till utskrift, snabba att skriva ut, och snälla mot de celler som finns i materialet som ligger till grund för modellen. Inom ramen för ett EU-stött forskningsprojekt har Mycronic, som är ett svenskt, högteknologisk företag inom elektronikindustrin, tillsammans med samarbetspartners utvecklat ett nytt ljus-baserat, tre-dimensionell utskriftsteknologi utvecklats för att kunna återskapa specialiserad och komplexa vävnadstyper ned till detaljer på cellnivå. Samtidigt som teknologin har utvecklats, har det blivit viktigare att gräva djupare i de specifika krav som användarna av teknologin kommer att ställa inom forskning i industrin och universitetsvärlden. Detta projekt syftar till att identifiera dessa krav och testa teknologin i kopplade tillämpningar, tillsammans med ledande forskare som Prof. Anna Herland och Aman Russom på KTH. Med deras hjälp kan denna ljus-baserade bioprintingteknologi omvandlas från en lovande forskningsprototyp till ett kommersiellt verktyg som finns i laboratorier på företag, institut och universitet runt hela världen. En framgångsrik bioprinting-teknologi som uppfyller alla krav som uttrycktes tidigare skulle ha ett betydande genomslag i utvecklingen av nya läkemedel, tillgång på organ för transplantationer, och grundläggande förståelse av kroppen och dess funktion, vilket i sin tur skulle gynna hela den svenska och europeiska befolkningens hälsa.