Forskere har med succes 3D-printet menneskelige muskler og væv

3d-printede menneskelige organer til transplantation screenshot 2016 02 15 kl. 1 57
Hører du, hvad jeg hører? Fordi det, jeg hører, er den susende lyd af medicinske fremskridt i hænderne på nogle ret utrolige 3D-print gennembrud. Mandag detaljerede forskere fra Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, hvordan de formåede at skabe en 3D bioprinter, der er præcis nok til faktisk at fremstille erstatningsvæv, der kan bruges til transplantationskirurgi. Kropsdele, der er trykt indtil videre, omfatter en kæbeknogle, muskelvæv og bruskstrukturer, og måske mest imponerende af alt, et utroligt nøjagtigt menneskeligt øre.

Et årti undervejs, resultaterne fra et hold ledet af professor Anthony Atala blev offentliggjort i dagNatur bioteknologi, og repræsenterer et utroligt skridt fremad i ideen om et "plug and play" menneske. Ifølge Wake Forest-teamet fungerer bioprinteren meget som en "traditionel" 3D-printer gør, ved at bruge additive fremstillingsteknikker for at tilføje materialer lag for lag, hvilket i sidste ende skaber et kompleks struktur. Men i modsætning til de fleste 3D-printere, der bruger plast, harpiks, metaller (og nogle gange endda keramik), bruger disse bioprintere meget forskellige materialer.

Anbefalede videoer

Bioprintere fungerer på samme måde, som konventionelle 3D-printere gør, ved at bruge additiv fremstilling til at bygge komplekse strukturer lag for lag. I stedet for at bruge plastik, harpikser og metaller bruger bioprintere dog specielle biomaterialer, der tæt nærmer sig funktionelt, levende væv.

Relaterede

  • Har du brug for et Halloween-kostume i sidste øjeblik? Tjek disse 3D-printbare getups
  • De bedste 3D-printere under $500
  • Fremtiden for at lave ting: Inde i udviklingen af ​​3D-print med Formlabs

Når først ITOP (Integrated Tissue and Organ Printing System) er blevet yderligere testet, og det har vist sig at være sikkert til brug hos mennesker, kan vi snart udskrive erstatningskropsdele til patienter.

Selvom bioprintere ikke er et nyt koncept, overgår ITOP dem, der allerede eksisterer, fordi dets produkter faktisk er stærke nok til, at læger kan arbejde med. Som Gizmodo forklarer, "Eksisterende bioprintere kan ikke fremstille væv af den rigtige størrelse eller styrke. Deres produkter ender med at blive alt for svage og strukturelt ustabile til kirurgisk transplantation." Desuden bioprintere var tidligere ude af stand til at udskrive blodkar, kapillærer og andre sådanne strukturer - et nøgleproblem i det medicinske Mark.

"Celler kan simpelthen ikke overleve uden en blodkarforsyning, der er mindre end 200 mikron [0,07 tommer], hvilket er ekstremt lille," sagde Atala til Gizmodo. "Det er den maksimale afstand. Og det er ikke kun til tryk, det er naturen."

Men ITOP løser dette problem ved at bruge polymermaterialer for at skabe formen på strukturen, og derefter sender en vandbaseret gel celler til det rigtige sted i denne struktur. En ydre struktur er midlertidigt implementeret for at hjælpe cellerne med at holde deres form under udskrivningsprocessen, og forskere placerer også mikrokanaler direkte i designet, der gør det muligt at levere næringsstoffer og ilt til celler. "Vi genskabte dybest set kapillærer og skabte mikrokanaler, der fungerede som en kapillær seng," forklarede Atala.

Ud fra tingenes udseende har Atala og hans team en god ting i gang - vævene ser ud til at have den rigtige størrelse, formet og af den rette styrke til faktisk brug i menneskekroppe, men de gennemgår stadig flere tests ekstra sikker. Og endnu mere spændende, de kigger også på andre applikationer af ITOP.

“Fremtidig udvikling af den integrerede væv-organ printer er ved at blive rettet mod produktion af væv til menneskelige anvendelser og til opbygning af mere komplekse væv og faste organer,” Atala fortalte Kvarts. "Når vi udskriver menneskelige væv og organer, skal vi selvfølgelig sikre os, at cellerne overlever, og funktion er den sidste test. Vores forskning viser muligheden for at printe knogler, muskler og brusk for patienter. Vi vil bruge lignende strategier til at udskrive solide organer."

Og mens Atala siger, at "det vil stadig tage et stykke tid", før dette kan kaldes et stort gennembrud, kan det bare være årtiets underdrivelse.

Redaktørens anbefalinger

  • 3D-printet cheesecake? Inde i den kulinariske søgen efter at lave en Star Trek madreplikator
  • NASA tester en 3D-printer, der bruger månestøv til at printe i rummet
  • Keramisk blæk kunne lade læger 3D-printe knogler direkte ind i en patients krop
  • Super Mario 3D World + Bowser's Fury-trailer afslører vild ny spiltilstand
  • Vild ny 3D-printer laver dele ved at sende titaniumpartikler supersonisk

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.