Aυτοματοποίηση κατασκευής συσκευών με συστοιχίες λεπτών πορώδων ικριωμάτων για βιολογικές μελέτες - Ιορδανίδης, Θεοχάρης - Νικηφόρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου.Εργαστήριο Εμβιομηχανικής και Συστημικής Βιολογίας, 2017)
Οι παραδοσιακές κυτταροκαλλιέργειες σε επίπεδες επιφάνειες πολυστυρενίου αποτελούν το βασικότερο εργαλείο ενός επιστήμονα για την in vitro ανάλυση βιολογικών συστημάτων. Δυστύχως όμως, λόγω της φύσης των βιολογικών συστημάτων και του ίδιου του βασικού στοιχείου τους – τα κύτταρα, η δισδιάστατη φύση των καλλιεργειών αυτών θέτει όρια του βαθμού εξομοίωσης των in vivo διαδικασιών σε in vitro εργαστηριακές μελέτες. Η απουσία αλληλεπίδρασης των κυττάρων με τα περιβάλλοντα κύτταρα και την εξωκυττάρια μήτρα είναι η αιτία απώλειας βιολογικής πληροφοριάς στις παραδοσιακές μεθόδους και θέτει το στόχο της χρήσης ενός υποκατάσταστου εξωκυττάριας μήτρας στις in vitro μελέτες, συνεπώς της εξέλιξης τρισδιάστατων κυτταροκαλλιεργείων όπου τα κύτταρα καλλιεργούνται μέσα σε βιοϋλικά. Την ανάγκη τέτοιων υλικών έρχονται να καλύψουν τα πορώδη ικριώματα, που έχουν ήδη χρησιμποιηθεί σε εφαρμογές αναγεννητικής ιατρικής. Έρχονται ωστόσο με συγκεκριμένες δυσκολίες και μειονεκτήματα έναντι των παραδοσιακών μεθόδων καλλιέργειας τόσο στην παραγωγή όσο και στη χρήση τους. Πρόσφατα στα πλαίσια του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος H2020 Als-on-a-chip (Δρ. Δ.Τζεράνης) αναπτύχθηκε μια διαδικασία κατασκευής λεπτών πορώδων ικριωμάτων πάνω σε επιφάνειες που επιτρέπουν οπτική απεικόνηση (π.χ. γυαλί). Αυτά τα λεπτά πορώδη ικριώματα υπόσχονται να λύσουν τις δυσκολίες καλλιέργειας (αργός ρυθμός ροής θρεπτικών συστατικών, ανομοιόμορφη κατανομή των κυττάρων στο ικρίωμα) και μελέτης (γρήγορη διαδικασία, απεικόνιση σε τρισδιάστατο περιβάλλον) κυττάρων μέσα σε πορώδη ικριώματα παρέχοντας συνάμα στα κύτταρα το κατάλληλο τρισδιάστατο περιβάλλον, βρίσκονται όμως ακόμα σε στάδιο ανάπτυξης και βελτιστοποίησης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη προτοκόλλων και υποδομών αυτοματοποιημένης παραγωγής τέτοιων λεπτών ικριωμάτων κολλαγόνου (πάχους 100-200 μm) με σκοπό την επαναλήψιμη και ευκολότερη παραγωγή συσκευών με πορώδη ικριώματα διαφόρων τύπων σε ικανό όγκο για εκτεταμένη έρευνα, καθώς και την συμμόρφωση στις εργονομικές απαιτήσεις του τελικού χρήστη ώστε το προϊόν να είναι συμβατό με όλες τις υπάρχουσες τεχνικές καλλιέργειας και απεικόνισης που γνωρίζει κ χρησιμοποιεί.