ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΖΑΦΕΙΡΗΣ
Υποψ. Διδάκτορας

Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών

Θέμα
Ανάπτυξη Βιομελανιών και Παραμετροποίηση Βιοεκτύπωσης για την κατασκευή τρισδιάστατων δομών για βιοϊατρικές εφαρμογές

Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή
Κ. ΧΑΡΙΤΙΔΗΣ, Α. ΔΕΤΣΗ, Α. ΚΥΡΙΤΣΗΣ

Περίληψη
H τριδιάστατη εκτύπωση (3D Printing) είναι μία καινοτόμος τεχνική κατασκευής αντικειμένων αποτελούμενων από ένα ή περισσότερα διαφορετικά υλικά. Βασικό της πλεονέκτημα έναντι αντίστοιχων συμβατικών τεχνικών είναι η δυνατότητα σχεδιασμού αντικειμένων προκαθορισμένης γεωμετρίας και μικρο-αρχιτεκτονικής. Χάρη σε αυτό αλλά και στο γεγονός ότι το εκάστοτε υλικό δύναται να εναποτεθεί επιλεκτικά, η εν λόγω τεχνική συναντάται σε όλο και αυξανόμενο φάσμα εφαρμογών (κατασκευαστικός κλάδος, μικροηλεκτρονική, βιοϊατρική, κ.ά). Ειδικότερα, όσο αφορά στον τομέα της Ιστικής Μηχανικής (Τissue Engineering), η τεχνική της προσθετικής κατασκευής (3D Printing), εφαρμόζεται αποδοτικότερα υπό τη μορφή της «εμβιοεκτύπωσης» (3D Bioprinting). Με το bioprinting κατασκευάζονται ικριώματα ή και αυτούσιοι ιστοί που φέρουν εγγενώς κύτταρα σε προκαθορισμένες (ή μη) θέσεις. Δημιουργεί ουσιαστικά τριδιάστατες κυτταρικές καλλιέργειες (3D Cell Cultures) παρακάμπτοντας την εκ των υστέρων εμφύτευση κυττάρων που περιορίζονται στην επιφάνεια των δομών. Πρώτη ύλη των συγκεκριμένων κατασκευών είναι το «βιομελάνι». Πρόκειται για ένα ή περισσότερα βιοϋλικά, ικανά να φιλοξενήσουν συγκεκριμένα είδη κυττάρων, ενισχύοντας τις εκάστοτε λειτουργίες τους.

Η μελέτη κατασκευής του «βιομελανιού» σε συνδυασμό με την κατάλληλα προσαρμοσμένη χρήση του 3D printer για αποτελεσματική εκτύπωση ικριωμάτων και ιστών, αποτελούν δύο σημαντικές ερευνητικές προκλήσεις. Αφενός η επιλογή κατάλληλου συνδυασμού υλικών από πλευράς ιδιοτήτων (ρεολογική συμπεριφορά, μηχανικές ιδιότητες, βιοσυμβατότητα, βιοαποικοδομησιμότητα) και αφετέρου η κατάλληλη τροποποίηση του εκτυπωτή ώστε να παράγει προσχεδιασμένες κυτταρικές δομές (shelf standing, cell dotting) αποτελούν βασικούς πυλώνες της παρούσας διδακτορικής διατριβής.