Człowiek z drukarki? Już możemy drukować przeszczepy

Biodrukarki 3D to drukarki tworzące sztuczne tkanki z żywych komórek, wyrzucanych przez dysze. Teoretycznie można w ten sposób uzyskać dowolne tkanki czy narządy, jednak w praktyce powstające tkanki są zbyt delikatne, by nadawały się na przeszczep. Ponadto brak naczyń krwionośnych ogranicza grubość takiej struktury do 200 mikrometrów (tysięcznych części milimetra) – na taką odległość możliwa jest dyfuzja składników pokarmowych i tlenu do tkanek.

Być może rozwiązanie przyniesie opracowywany od 10 lat zintegrowany system druku tkanek i narządów (ITOP). Anthony Atala i jego koledzy z Wake Forest School of Medicine w Winston-Salem (USA) poradzili sobie z problemem stabilności strukturalnej drukując jednocześnie komórkami i biodegradowalnym polimerem, który nadaje powstającej strukturze wystarczającą wytrzymałość na czas potrzebny do osiągnięcia funkcjonalnej dojrzałości. Ponadto podczas druku komórki zawieszone są w żelowym „atramencie”. Aby umożliwić komórkom odżywianie i oddychanie, w całym powstającym przeszczepie zaprojektowano odpowiednie mikrokanały doprowadzające krew.

Naukowcy opracowali także procedury pozwalające dostosować kształt wydruku do potrzeb danego pacjenta. Trójwymiarowy model brakujących tkanek tworzony jest w oparciu o wyniki badań obrazowych, po czym wykorzystywany do sterowania dyszami drukarki, które dostarczają komórki we właściwe miejsca tworząc żądany obiekt.

Podczas eksperymentów z nowym urządzeniem naukowcy wydrukowali kość (fragment ludzkiej szczęki), chrząstkę uszną oraz mięsień szkieletowy korzystając z komórek ludzkich, króliczych, szczurzych oraz mysich. Wszczepione zwierzętom tkanki przyjęły się i powstała w nich sieć naczyń krwionośnych. Aby wykorzystać metodę w warunkach klinicznych, niezbędne będą dalsze udoskonalenia, na przykład zwiększenie różnorodności typów komórek w tkankowym wydruku. Najlepszym materiałem na przeszczep byłyby komórki pochodzące od pacjenta.

Źródło: PAP

1 z 1

08-1024x768

Kość szczęki wytworzona dzięki biodrukarce 3D. Źródło: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine