PetriPrinter: software Open Source progettato appositamente per il bioprinting

Il bioprinting è un campo in crescita ed eccitante, con progressi nel trattamento delle malattie e l’eventuale stampa 3D degli organi . I bioprinters stanno diventando più sofisticati e capaci, ma per quanto riguarda il software che viene utilizzato con quelle stampanti 3D? In un documento intitolato ” Strumenti software per strutture stampate in 3D relative alla cultura cellulare “, un gruppo di ricercatori sottolinea che il software è in ritardo sul fronte dei bioprinting. Per risolvere questo problema, hanno sviluppato un pacchetto di strumenti software open source specificamente per la bioprinting.

Il software, secondo i ricercatori, consente di specificare con precisione i movimenti della macchina utilizzando linguaggi di programmazione di alto livello e facilmente distribuiti su una serie di piatti di coltura tissutale. Notano che mentre le stampanti 3D possono essere facilmente modificate per fungere da bioprinters, il software di bioprinting ha requisiti distinti che differiscono dal tipico software di stampa 3D.

“Soprattutto, le applicazioni di bioingegneria come la stampa cellulare o la fabbricazione di ambienti su scala cellulare richiedono spesso modelli di movimento specializzati ben definiti e la capacità di riprodurli in bersagli paralleli, come una serie di piatti culturali”, spiegano. “Prescrivere ogni movimento della macchina modificando manualmente la sequenza g-code di basso livello è laborioso, soggetto a errori e che richiede tempo. Per questo motivo abbiamo sviluppato un pacchetto software che può rappresentare i movimenti della macchina o gli elementi g-code con semplici funzioni di un linguaggio di programmazione di alto livello come python o C #. ”

Hanno anche creato un’interfaccia grafica utente chiamata PetriPrinter che “distribuisce i movimenti della stampante definiti a livello di programmazione in diversi piatti di coltura organizzati in uno schema a griglia”.

Per dimostrare l’efficacia del software, i ricercatori hanno modificato una stampante Ultimaker 3D e stampato semplici strutture PLA, in varie configurazioni, in piastre di Petri. Per testare la citotossicità acuta del PLA, hanno esposto due linee cellulari ben consolidate – 3T3 fibroblasti e cellule tumorali del mesotelioma p31 – a diverse quantità di PLA. Dopo due giorni di coltura, è stato determinato che la vitalità delle cellule non era influenzata dal PLA. Anche la citotossicità a lungo termine è stata valutata utilizzando una coltura di neuroni ippocampali primari, ed è stato dimostrato che dopo 7 giorni in vitro si è avuto un tasso di morte cellulare inferiore a 2,2.

Il software open source dei ricercatori può essere trovato su GitHub . La speranza è che il software possa consentire agli scienziati di eseguire in modo più efficace esperimenti di biostampa utilizzando anche stampanti 3D FFF standard (con alcune modifiche). È un fatto eccitante che costose apparecchiature di bioprinting non sono sempre necessarie per condurre ricerche serie, a patto che tu abbia abbastanza know-how per modificare una normale stampante 3D per stampare materiale biologico. Il software potrebbe essere stato un ostacolo, ma con questo studio, i ricercatori hanno reso disponibile uno strumento per rendere la ricerca più efficace, senza che sia più costosa.

“Per trasferire efficacemente il know-how di stampa 3D, è necessaria un’uniformazione, un linguaggio comune,” concludono i ricercatori. “Il nostro approccio può rappresentare una varietà di oggetti con dettagli e precisione sufficienti, ma in una forma concepita più chiara di una sequenza di comandi di movimento di basso livello specifici della macchina. Speriamo che questa piattaforma possa facilitare sia la distribuzione che lo sviluppo di nuovi dispositivi specifici per gli esperimenti o di tecnologie in vitro per le celle “.
Gli autori del documento includono Marton Gulyas, Miklos Csiszer, Elod Mehes e Andras Czirok.

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