HydroXGel kehittää 3D-tulostettavia materiaaleja onnellisille soluille
Ihmisen varaosien tulostaminen 3D-tulostimella on vielä kaukainen tavoite, mutta jo nykyisin solujen 3D-tulostusta käytetään niin lääketutkimuksessa kuin lääketieteessäkin. Helsingin yliopiston polymeerikemian osaston tutkimusryhmä kehittää uusia materiaaleja solujen 3D-tulostamiseen.

Kolmiulotteisuus mullisti tulostamisen

3D-tulostaminen on nopeasti yleistynyt menetelmä ja arkipäiväinen harrastus. Laitteita on nykyisin kouluissa, kirjastoissa ja kodeissa. Tulostin pursottaa sulaa muovimassaa ja kerros kerrokselta rakentuu millintarkasti esine, joka on ensin mallinnettu tietokoneella.

Samaa tekniikkaa sovelletaan myös teollisuudessa ja lupaavia kokeiluja on farmasian ja lääketieteen alalla ja silloin tavoitteena on tulostaa eläviä soluja.

3D-tulostetuilla soluilla on monia lupaavia käyttömahdollisuuksia. Niitä voidaan käyttää farmasian tutkimuksessa ja lääketestauksessa ja näin korvata koe-eläinten käyttöä. Keinotekoisten kudosten käyttöä elinsiirroissa kehitetään.  

Ihminenkin on hydrogeeli

Mitä yhteistä on ihmisellä ja hammastahnalla? Molemmat ovat hydrogeeleja. Hydrogeeli on nesteen ja kiinteän aineen välimuoto.

–Ihminenkin on hydrogeeli, sillä kehossa on vettä keskimäärin 70 prosenttia, mutta keho pystyy kasassa luiden ja lihasten ansioista, sanoo HydroXGel-tutkimusprojektin johtaja polymeerikemian professori Robert Luxenhofer Helsingin yliopistosta.

HydroXGel-tutkimusprojektin haasteena on tuottaa keinotekoinen materiaali, joka on lähes vettä ja silti muovailtavissa ja rakenteeltaan sellainen, että sitä voidaan tulostaa. Näiden lisäksi elävien solujen pitää pystyä lisääntymään aineessa.

Kemian laboratoriossa Helsingin yliopistolla HydroXGel-tutkimusprojektin tutkijat ovat kehittäneet ja patentoineet lupaavia materiaaleja, joissa nämä ominaisuudet yhdistyvät.

Kolmivuotisen Business Finland-rahoituksen aikana he kehittävät materiaaleja eteenpäin ja haluavat testata niitä yhdessä loppukäyttäjien kanssa. Loppukäyttäjiä ovat todennäköisimmin tutkimus- ja tuotekehitysryhmät yliopistoissa, tutkimuslaitoksissa tai teollisuudessa. HydroXGel etsiikin tällä hetkellä farmasian ja lääketieteen alalta yhteistyökumppaneita.

–Tavoitteena on päästä kaupalliseen tuotantoon vuonna 2025, kertoo HydroXGel-tutkimusryhmän jäsen, kaupallistamisen asiantuntija Askican Hacioglu Helsingin yliopistosta.

Ongelma

3-ulotteinen tulostus on nopeasti yleistynyt menetelmä, jota voitaisiin käyttää jopa tekoraajojen valmistamiseen. Nykyisin tarjolla olevissa materiaaleissa on puutteita. Tulostettavien hydrogeelien pitää tarjota kasvualusta erityyppisille soluille ja vesipitoisuuden pitää olla mahdollisimman lähellä ihmisen vesipitoisuutta. Ongelmana on, että hyvin vesipitoinen materiaali ei pysy kasassa eikä sitä pysty puristamaan 3D-tulostimen suuttimen kautta haluttuun muotoon.

Ratkaisu

HydroXGel on uusi polymeeripohjainen hydrogeeli, joka soveltuu 3D-tulostamiseen ja sitä voidaan käyttää erilaisten tekokudosten tai elinten tulostamiseen 3D-tulostustekniikalla.

Yritysmalli

Professori Robert Luxenhoferin johtama tutkimusryhmä on patentoinut yhden uuden materiaalin ja patenttihakemus on vireillä kahdesta hyvin lupaavasta materiaalista. HydroXGel hakee tuotteen loppukäyttäjiä lääketieteen ja farmasian alalta yhteistyökumppaneiksi testaus- ja kehitystyöhön, jotta materiaalien ominaisuudet voidaan räätälöidä tarpeen mukaan ja voidaan siirtyä tuotantovaiheeseen vuonna 2025.

Tutkimuksen kaupallistaminen

Helsinki Innovation Services toimii apuna tutkimustulosten kaupallistamisessa esimerkiksi perustamalla spinout-yhtiöitä ja lisensoimalla tai myymällä liikeideoita ja uusia, omistamiaan teknologioita.