Kardiovaskulaarinen 3D-biotulostaminen

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemiantekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-09-05

Department

Major/Subject

Biotuotteet

Mcode

CHEM3048

Degree programme

Kemiantekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

27

Series

Abstract

3D-biotulostus on yksi kardiovaskulaarisen kudosteknologian keskeisimmistä ja lupaavimmista aloista. Se mahdollistaa vaurioituneen kardiovaskulaaristen kudosten eri osien korjaamisen tai korvaamisen tulostetuilla rakenteilla. Näiden tulostettujen rakenteiden etuna verrattuna perinteisiin sydän- ja verisuonisairauksien hoitokeinoihin on niiden kyky jäljitellä kohdekudoksen ominaisuuksia ja toimintoja, kuten solujen kasvua ja uusiutumista. 3D-biotulostus määritellään prosessiksi, jossa tulostusmateriaalina käytetään eläviä soluja sisältäviä biomateriaaleja, mikä mahdollistaa monimutkaisten biologisten kudosten luomisen. Tämä kandidaatintyö tarkastelee kardiovaskulaarisen 3D-biotulostuksen eri tulostustekniikoita, materiaaleja ja sovelluksia. Yleisimpiä kardiovaskulaarisen 3D-biotulostamisen tekniikoita ovat mustesuihkubiotulostus, pursotusbiotulostus ja laseravusteinen biotulostus. Pursotusbiotulostuksessa käytetään muun muassa koaksiaalista tulostusta ja tukihydrogeeliä hyödyntävää FRESH-tekniikkaa. Laseria hyödynnetään esimerkiksi stereolitografiassa ja DLP-tekniikassa. Biotulostuksessa käytettäviä materiaalien seoksia kutsutaan yleisesti biomusteiksi. Biomusteet koostuvat luonnollisista tai synteettisistä biomateriaaleista ja niiden yhdistelmistä sekä sisältävät eläviä soluja. Sekä tulostustekniikan että biomusteen valintaan vaikuttavat tulostettavan rakenteen käyttökohde ja tarvittavat ominaisuudet. Nykyään 3D-biotulostusta hyödynnetään sydänlihaskudoksen, sydämen läppien ja verisuonien tulostamisessa. Riippuen sovelluksesta, rakenteen tavoitteena voi olla esimerkiksi bioyhteensopivuus, parannetut mekaaniset ominaisuudet tai korkea solujen elinkelpoisuus. Kardiovaskulaarisen kudosteknologian tavoitteena olisi tulevaisuudessa pystyä tulostamaan täysin toiminnallisesti ja rakenteellisesti aitoa ihmisen sydäntä vastaava 3D-biotulostuksella valmistettu rakenne.

3D bioprinting is one of the most central and promising fields in cardiovascular tissue engineering. It enables the repair or replacement of damaged parts of cardiovascular tissues with printed structures. The advantage of these printed structures compared to traditional treatments for cardiovascular diseases is their ability to mimic the properties and functions of the target tissue, such as cell growth and regeneration. 3D bioprinting is defined as a process in which the printing material consists of biomaterials containing living cells, enabling the printing of complex biological tissues. This bachelor’s thesis examines various printing techniques, materials and applications of cardiovascular 3D bioprinting. The most common techniques in cardiovascular 3D bioprinting are inkjet bioprinting, extrusion bioprinting and laser-assisted bioprinting. In extrusion bioprinting, methods such as coaxial bioprinting and the FRESH technique, which uses a support hydrogel, are employed. Laser is utilized for example in stereolithography and DLP. Material formulations used in bioprinting are generally called bioinks. Bioinks consists of natural or synthetic biomaterials, their composites, and contain living cells. Both the choice of printing technique and bioink are influenced by the intended application of the printed structure and the required properties. Nowadays, 3D bioprinting is utilized for printing myocardium, heart valves and blood vessels. Depending on the application, the goal of the structure may be, for example, biocompatibility, improved mechanical properties, or high cell viability. The goal of cardiovascular tissue engineering in the future would be to 3D bioprint a structure that is fully functionally and structurally equivalent to a real human heart.

Description

Supervisor

Kontturi, Eero

Thesis advisor

Välinen, Lauri

Keywords

kardiovaskulaarinen, 3D-biotulostus, kudosteknologia, biomateriaalit, solut, sydän

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202411057001

Collections

[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM