3D-biotulostus kudosteknologian menetelmänä

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli luoda yleiskatsaus 3D-biotulostukseen kudosteknologian menetelmänä. Työ jakautuu kahteen osaan. Taustaosiossa esitellään biotulostuksen perusperiaatteita sekä tulostuksessa käytettäviä tekniikoita ja materiaaleja. Jälkimmäinen osa on narratiivinen kirjallisuuskatsaus, jossa kartoitetaan biotulostuksen kudosteknologisia sovelluksia sekä ongelmia, jotka hidastavat menetelmän kehitystä.

3D-biotulostuksen sovelluksia esitellään kolmen erilaisen kudostyypin kautta. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan ihon, luun ja sydämen kudosten biotulostuksessa käytettäviä menetelmiä, materiaaleja ja tulostuksen kudoskohtaisia erityispiirteitä. Esiin nostetaan myös 3D-biotulostuksen kehityksen kannalta merkittäviä yksittäisiä tutkimuksia. Ongelmien tai haasteiden osalta katsauksessa käsitellään niin ikään kolmea keskeistä teemaa: verisuoniston rakentamista, biomusteiden kehittämistä sekä solujen tuotantoa.

Kirjallisuuskatsauksen aineiston perusteella 3D-biotulostuksesta piirtyy kuva vaativana ja monitieteisenä valmistusmenetelmänä. Eri kudostyyppien tulostustekniikat ja biomusteiden materiaalit eroavat toisistaan merkittävästi, mutta kudosten välillä on myös paljon yhdistäviä tekijöitä. Lähes kaikkien kudosten 3D-biotulostuksessa toimivan verenkiertojärjestelmän muodostuminen on ratkaisevan tärkeää. Verisuonten tulostuksessa on otettu edistysaskelia, mutta hierarkkisen suoniston rakentaminen on edelleen ongelma. Biotulostuksen kehittyminen potilashoidossa käytettäväksi menetelmäksi edellyttää myös solutuotannon tehostamista sekä biomusteissa käytettävien solujen laadun ja turvallisuuden parantamista.