Biopainatus on uusi tutkimus- ja tekniikka -ala, joka sisältää tulostuslaitteita, jotka tallentavat biologista materiaalia. Pitkän aikavälin tavoitteena on, että tekniikkaa voitaisiin käyttää korvaavien elinten tai jopa kokonaisten organismien luomiseen biologisista raaka-aineista.
Nykyään biotulostimet ovat kehitysvaiheessa ja niitä käytetään ensisijaisesti tieteellisinä välineinä. Niiltä puuttuu kaupalliseen käyttöönottoon tarvittava nopeus ja hienosäätö, vaikka se päivä ei ehkä ole kaukana. Ensimmäiset biotulostimet keräsivät jopa 100 pikolitraa (vertailuna solun tilavuus on noin 3 pikolitraa ja parhaat mustesuihkutulostimet voivat kerätä tippaa 1-5 pikolitraa) nopeudella kymmeniä tuhansia sekunnissa. Uusimmat biotulostimet voivat puristaa yksittäisiä soluja mikropipetistä pienemmällä nopeudella.
Kolumbian Missourin yliopiston biofysiikan Gabor Forgacsin kehittämä biotulostin käytti “bioink” – ja “biopaper” -yhdistelmiä monimutkaisten 3D -rakenteiden tulostamiseen, vaikkakaan ei solutarkkuudella. 10,000 pikselin tulostin, joka toimii 10 100 pistettä sekunnissa (60 kHz), voi tuottaa 86 mikrolitraa kudosta joka minuutti eli 100 millilitraa päivässä, kudosmäärän, joka voisi melkein täyttää tyypillisen koeputken. XNUMX pikolitran tulostimen haittapuoli on sen pieni resoluutio-useimmat tutut orgaaniset kudokset vaativat tarkan solutason organisoinnin toimiakseen kunnolla.
Kun Forgacs käytti mikropipettilähestymistapaa yksisoluisella resoluutiolla, he pystyivät luomaan toimivan, elävän kudoksen, joka käyttäytyi kuin elin, josta se tuli. Esimerkiksi kun he käyttivät biotulostinta kanan sydänsolujen asettamiseen lautaselle, he alkoivat lyödä synkronisesti. Kun otetaan huomioon erittäin yksityiskohtainen kartta ihmisen sydämen soluverkoista, ei ole perustavaa laatua olevia esteitä sen välillä, että siirrytään tästä alkeellisesta biotulostimesta sellaiseen, joka tulostaa kaikki ihmisen elimet kymmenen tai kahden vuoden kuluessa.
Biotulostimia löytyy kaikkialta tieteiskirjallisuudesta. Esimerkiksi Viidennessä elementissä yksi päähenkilöistä saa bioprinterin luoman kehon elokuvan avauskohdassa. Jotkut ovat jopa pitäneet biopainatusta mahdollisena polkuna kuolemattomuuteen, mutta tämä on epäilyttävää lähitulevaisuudessa, koska on vaikea välttää häiritseviä pintasoluja korvaamalla ikääntyvät sisäsolut.