Tour Virtuale all’Aces i laboratori di ricerca all’avanguardia dell’ARC Center of Excellence for Electromaterials Science

Uno sguardo all’interno del laboratorio ACES

Uno scienziato leader nel campo degli elettromateriali e uno dei visionari appassionati di bioprinting australiani Gordon Wallace ha accompagnato il pubblico attraverso un tour virtuale nei laboratori di ricerca all’avanguardia dell’ARC Center of Excellence for Electromaterials Science (ACES), dove la ricerca sui materiali di prossima generazione e l’avanzata ricerca ha luogo l’ingegneria per lo sviluppo di bioink e bioprinter personalizzati. Situato nel cuore dell’Intelligent Polymer Research Institute (IPRI) presso l’Australian University of Wollongong (UOW) Innovation Campus, ACES trasforma le conoscenze fondamentali nella prossima generazione di dispositivi intelligenti per migliorare la vita delle persone e affrontare alcune delle grandi sfide del secolo .

Con il suo solito entusiasmo, Wallace ha coinvolto il pubblico mentre presentava colleghi ricercatori al lavoro e alcune delle nuove innovazioni, scoperte e sviluppo di nuovi materiali da utilizzare nel campo della biofabbricazione. Durante la prima parte del tour, esplora lo sviluppo di grafene, stent stampati in 3D e preparazione delle cellule per la bioprinting. Per la seconda parte del tour (che si trova in un articolo separato), Wallace entra in un altro edificio all’UOW dove è stata recentemente inaugurata la Translational Research Initiative for Cell Engineering and Printing (TRICEP) sta guidando l’iniziativa per la bioprinting 3D che comprende sviluppi di bioink, bioprinter e bioprinting, compresa la produzione di dispositivi medici e l’integrazione di cellule viventi fornite utilizzando bioprinter personalizzate per affrontare specifiche problematiche mediche.

“Qui in ACES siamo conosciuti per il nostro lavoro fondamentale nella scoperta e nello sviluppo di nuovi materiali, che possono essere utilizzati in energia e in bionica medica”, ha affermato Wallace. “Stiamo usando i metodi più avanzati di fabbricazione per sviluppare protocolli che consentano la creazione di strutture e dispositivi in ​​modo da poter fare questi progressi fondamentali e utilizzarli in aree importanti.”

A partire dalle basi, Wallace esplora per la prima volta un ambiente di laboratorio in cui Sanjeev Gambhir, Senior Research Fellow presso l’ Australian National Fabrication Facility (ANFF) dell’Università di Wollongong, sviluppa grafene , un materiale che definisce “meraviglioso”, con “incredibile” proprietà per il nanoworld che siamo stati in grado di estrudere nei regni micro e macroscopici per realizzare applicazioni. ”

“Per creare una sintesi composita di grafene-polimero, modifichiamo le sostanze chimiche del grafene (che è derivato dalla grafite, un minerale presente in natura) in modo da conservare tutte le incredibili proprietà meccaniche, elettriche e biologiche e tuttavia renderlo processabile, cioè, per trasformarlo in strutture e dispositivi, usando la stampa 3D e alla fine rendendolo scalabile ”, ha dichiarato Gambhir.

Wallace ha aggiunto che “è importante che tutti i prodotti chimici che utilizziamo siano effettivamente scalabili”. Afferma che è molto diverso fare chimica su una panchina dall’elaborare il grafene in decine di grammi e riuscire a mantenere le stesse proprietà e qualità che stavano ottenendo su scala di laboratorio. Fa tutto parte della sua visione rendere realmente pronto il processo per la produzione su scala industriale.

Per mostrare come il grafene viene trasformato in fibre per facilitare la manipolazione, Wallace porta il pubblico nell’area degli elettrodi a filatura di fibre, dove il ricercatore Javad Foroughi, “intreccia la magia” per creare fibre di grafene, che possono anche essere combinate con biomateriali per rivestire la superficie del fibra.

Lavorando su stent stampati in 3D personalizzati è stato Ali Jeirani, uno specialista dello sviluppo di progettisti di prodotti presso UOW. È uno dei tanti processi in cui utilizza la stampa 3D e sfrutta tutti i progressi nella sintesi dei materiali e nella processabilità di ACES, trasformandoli in strutture reali.

“Una delle parti importanti sulle proprietà di uno stent per applicazioni è il design. Usiamo il codice G per creare diversi progetti e quindi inviarli alla nostra macchina per stampare diverse strutture e proprietà “, ha spiegato Jeirani. “Uno dei problemi degli stent commerciali è che non possono essere personalizzati per il paziente, quindi utilizzando la stampa 3D, possiamo personalizzarlo in base alla scansione del paziente. Comprendiamo che possono esserci forme di stent molto complicate che possono essere facilmente realizzate con la stampa 3D. ”

Secondo Wallace, il grafene viene spesso miscelato con altri materiali per migliorare le proprietà della parte e, utilizzando piccole quantità di grafene e fondendolo con un polimero, possono creare lo stent. Il materiale innovativo conferisce allo stent proprietà extra meccaniche e potrebbe persino conferire proprietà elettriche al suo interno, che i due esperti considerano “una delle proprietà più interessanti del grafene per l’elettrostimolazione”.

“Tutto ciò è reso possibile grazie alla fabbricazione additiva e ai progressi nella stampa 3D, quindi è un momento emozionante, poiché possiamo trasformare le scoperte fondamentali in strutture davvero pratiche e utili quasi immediatamente lavorando insieme, noi nel laboratorio di fabbricazione 3D e i nostri colleghi nei processi sui materiali “, ha continuato Jeirani.

Gordon Wallace e Ali Jeirani stanno esaminando come fabbricare stent stampati in 3D

Dopo aver approfondito i progressi nei biomateriali e nel grafene, Wallace salì le scale verso il laboratorio di celle dove Research Fellow dell’ACES, Eva Tomaskovic-Crook, rivelò un’altra parte importante del loro lavoro: l’integrazione delle cellule viventi nei protocolli di stampa, che in sostanza implica il modo in cui gli scienziati preparano le celle per la stampa.

Hanno diversi ambienti pronti per le cellule, dalla loro conservazione in iquidi serbatoi di stoccaggio dei campioni di azoto – hanno almeno due Taylor Wharton LS750 – all’incubazione, che offrono un ambiente in cui nutrono le cellule e forniscono le giuste condizioni di crescita per espandersi. Le incubatrici hanno un ambiente caldo a 37 gradi ideale per mantenere la crescita cellulare.

“Il controllo di qualità delle nostre cellule è molto importante. Dobbiamo essere sicuri che le cellule mantengano la capacità di essere pluripotenti (le cellule staminali pluripotenti hanno la capacità di subire un rinnovamento di sé e di dare origine a tutte le cellule dei tessuti del corpo ). Vogliamo aumentare il numero di cellule e incapsularle nel biomateriale. ”Ha suggerito Tomaskovic-Crook.

L’aumento del numero di cellule è cruciale perché quando entrano nel processo di bioprinting vogliono creare un tessuto tridimensionale con una cellula alta rispetto alla massa biomateriale, non solo alcune cellule. Secondo lo specialista, “comporta un processo di andare avanti e indietro: ridimensionare le cellule in laboratorio, quindi stamparle e riportarle in laboratorio per interrogare le cellule e vedere se sono ancora vive, proliferano e si trasformano nelle celle che vogliamo che facciano. ”

Conosciuta per la sua esperienza nei materiali avanzati e nella fabbricazione di dispositivi, ACES incorpora collaboratori provenienti da tutta l’Australia e il mondo. ACES sta generando opzioni per il futuro, quindi essere in grado di sbirciare alcuni dei materiali avanzati e la fabbricazione di dispositivi per soluzioni di salute ed energia che cambiano il gioco è un privilegio. Wallace non solo ha spiegato alcune delle ricerche più rivoluzionarie nel campo della biomedicina, ma ha anche mostrato agli spettatori le macchine con cui i ricercatori lavorano quotidianamente. Wallace tende a sottolineare che gran parte della comunità australiana di bioprinting riguarda la condivisione di ricerche, approfondimenti e conoscenze per far avanzare il campo. Il paesaggio unico del paese, con la sua diversità culturale e linguistica, nonché la residenza di scienziati di tutto il mondo, lo rende ideale per far emergere idee e creatività.

Be the first to comment on "Tour Virtuale all’Aces i laboratori di ricerca all’avanguardia dell’ARC Center of Excellence for Electromaterials Science"

Leave a comment