LEGO yn y labordy: creu blociau adeiladu bywyd

Mae bioargraffydd 3D wedi cael ei adeiladu’n gyfan gwbl o LEGO gan dîm o Brifysgol Caerdydd ar gyfer creu modelau meinwe fforddiadwy, y gellir eu hadeiladu i raddfa, ac y gellir eu hatgynhyrchu.

Syniad gan Dr Christopher Thomas, Dr Oliver Castell a Dr Sion Coulman o Ysgol Fferylliaeth a Gwyddorau Fferyllol Caerdydd yw hwn, a nhw wnaeth ddylunio ac adeiladu’r argraffydd hefyd. Mae'r argraffydd yn gallu argraffu deunydd biolegol – megis celloedd croen.

Yn wahanol i lawer o ymchwil sydd fel arfer yn diogelu eiddo deallusol, mae tîm Caerdydd wedi amlinellu'r union fethodoleg a ddefnyddiwyd i greu ac adeiladu'r ddyfais yn y gobaith y bydd labordai eraill yn gallu defnyddio eu gwaith a’i addasu a’i wella yn ôl yr angen.

Dywedodd Dr Coulman: "Ein bwriad oedd creu bioagraffydd y gallai unrhyw un ei adeiladu, gydag ychydig iawn o arian, a dyna'n union rydyn ni wedi'i gyflawni. Mae ein papur yn manylu yn fwriadol ar bob elfen o'r gwaith adeiladu, gan gynnwys y rhannau LEGO penodol a ddefnyddir, yn ogystal â'r hyn y mae’n gallu ei wneud, fel y gellir ei efelychu'n hawdd mewn unrhyw labordy, unrhyw le yn y byd."

Mae angen samplau o feinwe dynol ar gyfer ymchwil biofeddygol i helpu i wella ein dealltwriaeth wyddonol o filoedd o gyflyrau meddygol yn ogystal ag ar gyfer datblygu triniaethau effeithiol.

Er bod bioargraffu 3D yn cynnig gobaith ar gyfer datblygu'r samplau hyn, gall fod yn afresymol o ddrud, ac yn aml nid yw dyfeisiau oddi ar y silff yn ateb y galw yn y labordy.

Mae tîm Caerdydd yn gobeithio y gallai eu bioargraffydd LEGO 3D gynnig ateb technegol fedrus, gwyddonol gadarn, cost isel.

Gan ddefnyddio meinwe'r croen yn fecanwaith i ddangos gallu'r bioargraffydd, maent wedi llwyddo i argraffu diferion hydrogel sy'n cynnwys celloedd. Maent nawr yn y broses o ail-greu pensaernïaeth tri dimensiwn croen.

Meddai Dr Thomas: "Ar adeg pan mae’r angen am gydweithio ym maes ymchwil yn fwy nag erioed, a chyllid ymchwil mor brin, rydym yn falch o rannu darn o offer mynediad agored, hygyrch a fforddiadwy y mae mawr ei angen, sy’n opsiwn gwahanol i’r rheini sydd y tu hwnt i gyllidebau'r rhan fwyaf o ymchwilwyr."

Ychwanegodd Dr Castell: “Rydym wedi dangos bod y bioargraffydd hwn, er ei fod wedi’i adeiladu gan ddefnyddio offeryn adeiladu rhad a syml, wedi’i greu i safon uchel o ran ei beirianneg, a’i fod yn cyflawni'r lefel ofynnol o ran cywirdeb i gynhyrchu deunydd biolegol o wneuthuriad a gwead hynod fân a manwl, a hynny heb effeithio ar ei berfformiad mewn unrhyw ffordd.”

Er bod yr ymchwil yn dal yn ei ddyddiau cynnar, y gobaith yw y gallai’r bioargraffydd LEGO 3D helpu i ddatblygu ein dealltwriaeth o glefydau ymhellach, ac y gallai gyfrannu at greu ac atgyweirio meinwe, ac y gallai wneud triniaeth feddygol penodol ar gyfer bob claf yn bosib, drwy argraffu celloedd sy’n deillio yn unigol o bob claf.

Mae tîm Caerdydd eisoes yn cynnal gwaith ymchwil pellach i greu modelau croen hyfyw drwy'r bioargraffydd y gellir eu defnyddio i brofi triniaethau ar gyfer clefyd y croen a chanser y croen, neu i drawsblannu croen i gymryd lle croen sydd wedi'i ddifrodi.

Wrth siarad am gam nesaf y prosiect, dywedodd Dr Castell: "Fel gydag unrhyw fioargraffu 3D, mae angen gwneud rhagor o astudiaethau i edrych ar ddatblygu bio-inciau o ran cydnawsedd celloedd a hyfywedd. Drwy sicrhau bod ein hargraffydd ar gael yn rhwydd, rydym yn gobeithio y bydd ymchwilwyr yn mabwysiadu'r dechnoleg hon i rannu arbenigedd ac i ddatblygu'r model ymhellach gyda chydrannau LEGO ychwanegol er budd y gymuned ymchwil biofeddygol gyfan."

Dywedodd Matthew Patey OBE, Prif Swyddog Gweithredol British Skin Foundation, yr elusen a ariannodd yr ymchwil: “Rydym yn falch iawn o weld bod y cyllid gan y British Skin Foundation wedi galluogi canlyniadau mor wych gyda'r ymchwil newydd hon. Rydym yn edrych ymlaen at weld sut caiff yr ymchwil ei defnyddio nawr i wella dyfodol ymchwil biofeddygol.”

Cyhoeddir y papur Development and Evaluation of a Low-Cost LEGO® 3D Bioprinter: From Building-Blocks to Building Blocks of Life yn llawn heddiw yn y cyfnodolyn Advanced Materials Technology.