Naukowcy od lat eksperymentują z hodowaniem narządów w laboratoriach, ale wciąż jesteśmy daleko od technologii, która jest gotowa do wdrożenia na większą skalę. Narządy wyhodowane w laboratorium są często zbyt małe do użytku przez ludzi i brakuje im skutecznego mechanizmu dostarczania tlenu. Grupa naukowców z Harvardu opracowała rozwiązanie, które drukuje w 3D naczynia krwionośne na żywych tkankach.
Naukowcy korzystają z techniki zwanej metodą SWIFT (Sacrificial Writing Into Functional Tissue), która umożliwia tworzenie większych i bardziej skutecznych narządów.
Zespół z powodzeniem stworzył tkankę serca, która mogłaby bić synchronicznie przez okres siedmiu dni. Podczas demonstracji wideo zespół zilustrował, w jaki sposób stworzył setki tysięcy bloków budujących narządy pochodzące z komórek macierzystych. Następnie złożyli komórki macierzyste w formę i szybko wzorowali atrament w matrycy za pomocą wbudowanego drukowania 3D. Atrament ten został później usunięty, aby odsłonić kanały, które mogą funkcjonować jako naczynia krwionośne. Otwarte światła w naczyniu krwionośnym zostały wyłożone komórkami śródbłonka, aby ściślej naśladować prawdziwą tkankę.
Dziedzina biodruku lub wykorzystywania drukarek 3D do inżynierii narządów i tkanek jest wciąż na bardzo wczesnym etapie. W przeciwieństwie do kości lub skóry do drukowania 3D, narządy do drukowania wymagają również replikacji rozległej sieci naczyń, które przenoszą tlen i składniki odżywcze do naszych narządów. Naukowcy twierdzą, że metoda SWIFT może współpracować z dowolnym rodzajem komórek, w tym organoidami, ciałkami zarodkowymi i wielokomórkowymi sferoidami. Chociaż technologia jest wciąż na wczesnym etapie, może utorować drogę dla narządów hodowanych w laboratorium w najbliższej przyszłości.
Kości wydrukowane przez Polaków
Jakiś czas temu pisaliśmy o jednej z pierwszych na świecie operacji, która polegała na wszczepieniu pacjentowi implantu żebra, który został wydrukowany w 3D. Miało to miejsce w klinice w Sofii w Bułgarii.
Chirurdzy z Tokuda Hospital odmienili życie 35-letniego pacjenta, który cierpiał na postępującą deformację w okolicy piątego prawego żebra. Po przebadaniu pacjenta lekarze podjęli decyzję o usunięciu całego żebra i wstawieniu w to miejsce nowego. Dzięki metodzie druku 3D możliwe było wydrukowanie idealnie odwzorowanego żebra.
Implant został wykonany z elastycznego i wytrzymałego nylonu, certyfikowanego przez FDA (Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków). Żebro zostało wydrukowane na urządzeniu wyprodukowanym przez polską firmę 3DGence.
– Nasze drukarki 3D zapewniają wysoką precyzję wydruku, co okazało się kluczowe w tym konkretnym przypadku medycznym. Indywidualnie zaprojektowany model żebra i jego wierne odwzorowanie w druku pozwoliły na bardzo dokładną implementację elementu w miejscu usuniętej kości – tłumaczył Mateusz Sidorowicz, dyrektor marketingu w firmie 3DGence.
Jeżeli chodzi o dokonania naukowców w kwestii drukowania 3D narządów, kości i tkanek jesteśmy dopiero na początku drogi do wielkiej rewolucji w tym zakresie. Jednak częste doniesienia medialne, potwierdzające ciągłe działania naukowe w tym zakresie, dają nam nadzieję, że na tę rewolucje nie będziemy musieli czekać zbyt długo. Miejmy nadzieje, że w tym obszarze często będą się pojawiać i polskie nazwiska.
