Ysgol Fferylliaeth a Gwyddorau Fferyllol

LEGO® yn y labordy: Creu blociau adeiladu bywyd

Mae Dr Christopher Thomas, Dr Oliver Castell a Dr Sion Coulman wedi adeiladu bioargraffydd 3D wedi'i wneud yn gyfan gwbl o LEGO® gyda'r nod o greu deunydd biolegol fforddiadwy, y gellir ei ehangu a'i atgynhyrchu ar gyfer ymchwil yn eu labordy a thu hwnt.

Mae angen samplau meinwe dynol ar gyfer ymchwil fiofeddygol ledled y byd. Mae profion trwyadl ar y samplau hyn yn golygu y gall ymchwilwyr wella eu dealltwriaeth o glefydau dynol a datblygu triniaethau posibl i wella iechyd cleifion. Ond mae ymchwilwyr yn ei chael hi'n fwyfwy heriol cael gafael ar y samplau meinwe hyn oherwydd cyfyngiadau moesegol ac ymarferol.

Mewn ymateb, gyda chyllid gan Sefydliad Croen Prydain, adeiladodd tîm o ymchwilwyr yn Ysgol Fferylliaeth a Gwyddorau Fferyllol Caerdydd fioargraffydd 3D yn eu labordy yn defnyddio LEGO® Mindstorms.

Gwyliwch y fideo byr hwn i gwrdd â'r tîm a fu'n dylunio ac yn peiriannu bioargraffydd LEGO® 3D cyntaf y byd a gweld sut mae'n gweithio:

Gwyliwch y fideo hwn i glywed pam y cafodd y bioargraffydd 3D ei greu a'r effaith y gallai ei chael ar ymchwil fiofeddygol mewn labordai ledled y byd.

Beth yw pwrpas yr argraffydd?

Mae llawer o wyddonwyr yn tyfu celloedd ar blatiau i ymchwilio i sut maen nhw'n gweithredu ac yn rhyngweithio â mathau eraill o gelloedd, ac i ddeall neu drin clefydau yn well. Ond dim ond mewn dau ddimensiwn y gwelir celloedd a dyfir ar blatiau, heb gynrychioli eu strwythur tri dimensiwn (3D). Mae hyn yn gallu cyfyngu ar ymchwil fiofeddygol.

Nid ffenomen newydd yw troi at dechnoleg i greu strwythurau meinwe biolegol cynrychioliadol. O atgynhyrchu croen ac asgwrn i sblintiau traceol a meinwe'r galon - enwch unrhyw ran o'r corff ac mae'n debygol y bydd argraffydd 3D yn rhywle yn gallu ei chreu. Ond mae technoleg o'r fath wedi bod yn afresymol o ddrud ac ychydig o labordai yn unig sydd â'r gyllideb i fuddsoddi mewn bioargraffwyr sydd ar gael yn fasnachol. Mae gweithrediad llawer o'r dyfeisiau parod hyn hefyd yn anhyblyg sy'n gallu cyfyngu ar eu potensial yn y labordy.

Aeth tîm Caerdydd ati i greu bioargraffydd fforddiadwy a allai gynorthwyo eu hymchwil a chael ei efelychu mewn labordai ledled y byd.

Pam y defnyddiwyd LEGO® fel deunydd adeiladu?

Pan holodd y tîm ymchwil eu hunain sut y gallent beiriannu bioargraffydd cost isel, technegol hyfedr a gwyddonol gadarn, daeth yr ateb ar ffurf un o'r offerynnau adeiladu mwyaf sylfaenol y gellir ei brynu - LEGO®. Mae hyn am fod LEGO:

yn fforddiadwy
yn hawdd ei gadw'n rhydd rhag haint yn y labordy
yn hyblyg
yn cael ei safoni a'i gynhyrchu gyda manylder uchel iawn fel bod modd i unrhyw un atgynhyrchu'r un adeilad yn union dro ar ôl tro gyda phrin unrhyw wahaniaeth i'w weld yn yr adeilad gorffenedig
yn gyfarwydd i fyfyrwyr ac ymchwilwyr sydd heb unrhyw brofiad peirianneg o bosibl
ar gael yn rhwydd yn fyd-eang

Beth all yr argraffydd ei wneud?

Ar hyn o bryd mae'r bioargraffydd LEGO® 3D yn argraffu defnynnau hydrogen sy'n cynnwys celloedd croen. Caiff y celloedd hyn eu hargraffu mewn haenau sy'n efelychu pensaernïaeth tri dimensiwn gymhleth y croen dynol.

Dyma'r cam cyntaf wrth greu modelau croen ar gyfer pob math o ymchwil i weithrediad celloedd croen iach ac afiach a allai fod o fudd i fywydau cleifion yn y blynyddoedd i ddod.

Beth mae'r argraffydd yn ei olygu ar gyfer ymchwil yn y dyfodol?

Mae Dr Castell, Dr Coulman a Dr Thomas bellach yn cynnal ymchwil pellach i greu modelau croen hyfyw drwy'r bioargraffydd. Gellid defnyddio'r modelau hyn i brofi triniaethau ar gyfer clefyd y croen a chanser y croen, neu i greu impiadau croen i gymryd lle croen sydd wedi'i anafu.

Yn y tymor hir, y gobaith yw y bydd yr ymchwil yn helpu i wella ein dealltwriaeth o glefydau, gan gyfrannu at beirianneg a thrwsio meinwe, a galluogi meddygaeth bersonol drwy argraffu celloedd cleifion sy’n cael eu meithrin mewn labordai ledled y byd.

Mae'r tîm ymchwil yn gwahodd ymchwilwyr ym mhob man i fabwysiadu'r dechnoleg ac i ddatblygu'r model ymhellach gyda chydrannau LEGO® ychwanegol, er budd y gymuned ymchwil fiofeddygol gyfan.