Un regard intérieur sur le laboratoire ACES (Partie II: TRICEP)

Un regard intérieur sur le laboratoire ACES (Partie II: TRICEP)

Après avoir jeté un coup d'œil dans certains des laboratoires de recherche du Centre d'excellence ARC pour les sciences des électromatériaux (ACES), situé à l'Institut de recherche sur les polymères intelligents (IPRI) en Australie

Chez TRICEP, les scientifiques utilisent les avancées fondamentales de la science et de l'ingénierie des matériaux pour résoudre des applications réelles. La nouvelle installation a été créée l'an dernier pour traduire les progrès réalisés en un prototype manufacturable ou un produit commercial.

Au cours de cette deuxième partie de la tournée, Wallace a exploré le développement de bio-liens et de bio-imprimantes qui seront fabriqués commercialement à l'avenir, c'est pourquoi l'accent est davantage mis sur les applications matérielles et le développement de protocoles pour la fabrication des bio-liens et des imprimantes personnalisées. Selon Wallace, une grande partie de ce que les chercheurs font implique de nouveaux développements passionnants pour relever des défis médicaux très critiques, qui à leur tour, créent une opportunité commerciale.

«C’est une grande installation qui intègre le développement de bioprinters, quelque chose que vous ne trouverez pas dans un environnement de recherche universitaire conventionnel, et nous prenons tous ces processus d’impression 3D et les préparons pour la fabrication en mettant en œuvre un système de gestion de la qualité qui nous permet pour réaliser de réelles opportunités commerciales », a suggéré Wallace.

BIOINKS

La formulation fondamentale pour les bio-liens développés provient du laboratoire IPRI (comme on le voit dans la première partie de la visite virtuelle), et les chercheurs de TRICEP doivent utiliser la nouvelle installation pour la faire évoluer et en faire un produit fiable, mais maintenant sans certains défis. Alexander Martyn, chimiste de synthèse et de fabrication chez TRICEP, dirige la révolution du bioink et a déclaré:

«Nous devons généralement retourner à la source du matériel. Pour certains travaux de recherche, la petite échelle est facile à réaliser, mais ici, vous devez connaître la source principale du matériau pour assurer le contrôle de la qualité. Avant de commencer à produire à grande échelle le bioink, nous devons subir une série de caractérisations pour déterminer une grande pureté, ce qui signifie essentiellement déterminer s’il s’agit d’un très bon produit avec lequel nous pouvons travailler. Donc, d’abord, nous caractériserions le matériau pour garantir les qualités, puis nous le transformerions en bioink », a déclaré Martyn.

Alexander Martyn montre comment fonctionne le réacteur de 10 litres

«Nous commençons par des réactions à petite échelle, qui nous donnent entre 20 et 50 grammes d’échelle, bien plus que le gramme utilisé pour la recherche. Et puis nous nous tournons vers nos bioréacteurs, l’un d’eux est un réacteur de 10 litres, capable de générer des quantités allant jusqu’à 500 grammes. Il est contrôlé par une unité de thermorégulation plummerd à travers les murs extérieurs, afin que nous puissions contrôler la température et collecter le matériau. Nous avons également un réacteur de 20 litres, capable de produire des lots de kilogrammes, ce qui représente le grand saut dans un processus industriel », a-t-il poursuivi.

IMPRIMANTES D'IMPRIMANTES

Chez TRICEP, les chercheurs utilisent des imprimantes 3D conventionnelles pour créer une gamme d'imprimantes 3D personnalisées qui les aident à relever des défis de recherche importants dans les domaines médicaux et ont construit de nouveaux outils pour former la prochaine génération de biofabricateurs.

Stephen Beirne, responsable des capacités de fabrication additive chez TRICEP, a expliqué que

TRICEP est une initiative de l'Université de Wollongong détenue à 100% qui s'appuie sur l'expertise et les installations disponibles au sein d'ACES et du nœud de matériaux de l'Australian National Fabrication Facility (ANFF), tous deux basés sur le campus UOW Innovation. Il abrite une gamme de technologies de fabrication additive, y compris l'imprimante à métal la plus haute résolution en Australie et dans le pays

Mise à l'échelle de la fabrication de bio-imprimantes 3D (Crédit image: TRICEP)

TRICEP peut

Les professionnels de l'installation TRICEP créent et développent des prototypes, en s'assurant qu'ils sont prêts à être fabriqués à grande échelle. Au lieu de fabriquer des appareils et de les intégrer dans des plates-formes de type commercial, ils développent leurs propres plates-formes personnalisées pour les défis cliniques à portée de main, qui permettent des fonctionnalités supplémentaires, telles que l'incorporation simultanée de techniques d'extrusion ou de dépôt supplémentaires ainsi que des méthodes de réticulation.

Par exemple, ils développent une série d'appareils portables qui sont idéaux pour une utilisation pratique dans un environnement clinique. Beirne a décrit que

Et la meilleure partie est qu'ils ont toute une suite de ceux-ci, comme le stylo iFix, un dispositif de correction de la cornée créé en collaboration avec ACES à UOW. Beirne utilise la fabrication additive métallique, essentiellement, deux systèmes de fusion laser sélectifs, le premier a un volume de construction cylindrique avec une hauteur de construction maximale de 74 mm (probablement Trumpf ou Sisma), tandis que le système le plus récent et le plus récent qu'ils ont ajouté à l'installation est un Laser qui permet d'imprimer des volumes de 100 mm x 100 mm x 100 mm. Ils peuvent également imprimer dans une gamme de métaux différents, comme l'acier inoxydable et le titane, permettant des composants à haute résolution et à faible rugosité de surface, idéaux pour les prototypes personnalisés. Il a dit que certaines de ces structures sont difficiles à réaliser avec des dispositifs de fabrication conventionnels.

«Certaines des imprimantes que nous avons créées sont également devenues des imprimantes éducatives et constituent une partie importante de notre programme d’enseignement en ligne. Nous avons un certificat d’études supérieures sur la biofabrication qui est disponible maintenant, et c’est le travail de cours nécessaire pour passer aux maîtres de la biofabrication et c’est une exposition à ce type d’imprimantes qui donne une formation de haut niveau et de pointe dans impression en 3D. Pour que nos ingénieurs et bio-ingénieurs potentiels aient une gamme d’outils et de capacités à apprendre, des principes fondamentaux des systèmes de positionnement 3D jusqu’au développement du mécanisme d’extrusion mécanique et de la gestion de la température pour leur permettre de voir ce qui arrive aux différents matériaux et conditions de température, conditions d’impression ou paramètres d’extrusion », a déclaré Wallace.

Chercheur travaillant au laboratoire (Crédit image: TRICEP)

Une dernière imprimante personnalisée à regarder pendant la tournée est 3D Alek, la bioprinter qui reproduit les oreilles humaines pour les patients atteints de microtie, construite en collaboration avec Payal Mukherjee, chirurgien du nez et de la gorge et professeur agrégé à l'Université de Sydney School of Medicine. Tous les composants ont été construits sur le site et il est capable d'imprimer trois matériaux différents, chacun ayant sa vitesse d'impression et son état individuels.

La capacité interne des chercheurs de TRICEP à développer à la fois du matériel et des bio-liens personnalisés, ainsi que le réseau clinique en croissance, les placent dans une position unique pour aider les entreprises à créer un produit final complet conçu sur mesure pour lutter contre un défi médical spécifique. De plus, leur vaste réseau médical dans toute l'Australie les aide à développer des systèmes et des protocoles cliniquement pertinents.

«Tous les projets sont motivés par de réels besoins cliniques, nous aimons beaucoup travailler avec des cliniciens à travers le pays qui définissent vraiment les défis avec nous, et mettent en œuvre un plan avec nous, puis nous aident en termes de traduction», a déclaré Wallace. .

Vous pouvez vous connecter pour voir la deuxième partie de la visite virtuelle du laboratoire ici.

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