Mi lenne, ha az orvosok kinyomtathatnának egy vesét a páciens sejtjéből anélkül, hogy megfelelő donorszervet kellene találniuk, és attól kellene tartaniuk, hogy a páciens teste kilöki őket?
A 3D bionyomtatás segítségével ez akár egy évtizeden belül megvalósulhat – mondja Jennifer Lewis professzor, a Harvard Weiss Institute for Bioengineering kutatója. A tanulmány szerint a szervi bionyomtatás a 3D nyomtatási technológia alkalmazása több sejttípus, növekedési faktor és bioanyag rétegről rétegre történő összeállítására, hogy olyan mesterséges szerveket hozzanak létre, amelyek tökéletesen utánozzák a természetes szerveket. Ez a regeneratív gyógyszer a kutatás és a fejlesztés szakaszában van, és mögötte a "valódi emberi szükséglet" a hajtóereje.
Delkeseredett várakozás
Világszerte körülbelül 1 millió embernek van szüksége vesére. Elérik a végstádiumú veseelégtelenséget, és dialízisen kell átesni. A dialízis nagy terhet ró a szervezetre, és évről évre jelentősen megnő a betegek halálozási kockázata. Tehát az orgona 3D-nyomtatás nagy kihívásával való megbirkózás iránti törekvés valóban nagy.
Magic tinta
A szervek bionyomtatásának folyamatát az orvosok általában a páciens saját sejtjeivel kezdik. Kisméretű tű biopsziát végeznek egy szerven, vagy minimálisan invazív műtétet hajtanak végre, hogy eltávolítsanak egy kis szövetdarabot, "a bélyeg méreténél kisebb". Az eltávolított szövet felhasználásával a sejtek szétszedhetők és in vitro tenyészthetők.
A tenyésztés steril inkubátorokban vagy bioreaktorokban, túlnyomásos rozsdamentes acél edényekben történik, amelyek segítik a sejteket elegendő tápanyaghoz jutni. Az orvosok 24 óránként táplálják őket tápanyagokkal (közeggel), mert a sejteknek saját anyagcseréjük van. A különböző sejttípusok más-más tápanyagot igényelnek. Majd összekeverjük a zselével, ami olyan, mint a ragasztó. A tested minden szerve sejtekből és az őket összetartó ragasztóból áll.
A ragasztó a bio-tinta beceneve, amely élő sejtek, vízben gazdag molekulák, hidrogélek, táptalaj és növekedési faktorok nyomtatható keveréke, amelyek elősegítik a sejtek szaporodását és differenciálódását. A hidrogél a test extracelluláris mátrixát utánozza – olyan anyagokat tartalmaz, mint a fehérjék, a kollagén és a hialuronsav.
Az általánosan használt bioanyagoknak nem mérgezőnek, biológiailag lebonthatónak és biokompatibilisnek kell lenniük a káros immunválaszok elkerülése érdekében. A kollagén és a zselatin a két leggyakrabban használt bioanyag a szövetek vagy szervek bionyomtatása során.
Legyen szemtanúja a csoda pillanatának
Az orvosok minden biotintát -- a tinta típusát helyezik el attól függően, hogy hány sejttípust szeretnének nyomtatni -- egy nyomtatópatronba, "a biotintát a nyomtatófejen és a fúvókán keresztül extrudálják, felépítve a anyag rétegről rétegre."
Miután a bionyomtatott szervet beültették a páciensbe, az idővel természetesen lebomlik, a ragasztó feloldódik, és a sejt úgy érzi, hogy a „híd” összeomlik; a sejt úgy fogja érezni, hogy az alapja már nem szilárd. Így a sejtek saját hidakat és ragasztókat készítenek a testedben.