Wissenschaftler drucken erfolgreich menschliche Muskeln und Gewebe in 3D

Die Erkenntnisse eines Teams unter der Leitung von Professor Anthony Atala haben ein Jahrzehnt gedauert wurden heute veröffentlicht In Naturbiotechnologie, und stellen einen unglaublichen Fortschritt in der Idee eines „Plug-and-Play“-Menschen dar. Nach Angaben des Wake Forest-Teams funktioniert der Bioprinter ähnlich wie ein „traditioneller“ 3D-Drucker Additive Fertigungstechniken, um Materialien Schicht für Schicht hinzuzufügen und letztendlich einen Komplex zu schaffen Struktur. Aber im Gegensatz zu den meisten 3D-Druckern, die Kunststoffe, Harze, Metalle (und manchmal sogar Keramik) verwenden, verwenden diese Biodrucker sehr unterschiedliche Materialien.

Bioprinter funktionieren auf die gleiche Weise wie herkömmliche 3D-Drucker und nutzen die additive Fertigung, um komplexe Strukturen Schicht für Schicht aufzubauen. Anstelle von Kunststoffen, Harzen und Metallen verwenden Biodrucker jedoch spezielle Biomaterialien, die funktionellem, lebendem Gewebe sehr nahe kommen.

Sobald das Integrierte Gewebe- und Organdrucksystem (ITOP) weiter getestet wird und sich als sicher für die Anwendung beim Menschen erwiesen hat, könnten wir bald Ersatzkörperteile für Patienten drucken.

„Zellen können ohne eine Blutgefäßversorgung, die kleiner als 200 Mikrometer [0,07 Zoll] ist, was extrem klein ist, einfach nicht überleben“, sagte Atala gegenüber Gizmodo. „Das ist die maximale Distanz. Und das gilt nicht nur für den Druck, das liegt in der Natur.“

Aber das ITOP geht dieses Problem an, indem es Polymermaterialien verwendet, um die Form der Struktur zu erzeugen, und dann schickt ein wasserbasiertes Gel die Zellen an die richtige Stelle innerhalb dieser Struktur. Damit die Zellen während des Druckvorgangs ihre Form behalten, wird vorübergehend eine äußere Struktur implementiert Forscher platzieren außerdem Mikrokanäle direkt im Design, die die Zufuhr von Nährstoffen und Sauerstoff ermöglichen Zellen. „Wir haben im Grunde Kapillaren nachgebildet und Mikrokanäle geschaffen, die wie ein Kapillarbett wirkten“, erklärte Atala.

So wie es aussieht, haben Atala und sein Team eine gute Sache gemacht – die Taschentücher scheinen die richtige Größe zu haben, Sie sind zwar geformt und haben die richtige Stärke für den tatsächlichen Einsatz im menschlichen Körper, aber sie werden noch weiteren Tests unterzogen Extra sicher. Und was noch spannender ist: Sie prüfen auch andere Anwendungen von ITOP.

„Die zukünftige Entwicklung des integrierten Gewebe-Organ-Druckers konzentriert sich auf die Herstellung von „Gewebe für menschliche Anwendungen und zum Aufbau komplexerer Gewebe und fester Organe“, sagte Atala erzählt Quarz. „Wenn wir menschliche Gewebe und Organe drucken, müssen wir natürlich sicherstellen, dass die Zellen überleben, und die Funktion ist der letzte Test. Unsere Forschung zeigt, dass das Drucken von Knochen, Muskeln und Knorpel für Patienten machbar ist. Wir werden ähnliche Strategien verwenden, um solide Organe zu drucken.“

Und während Atala sagt, dass „es noch eine Weile dauern wird“, bis man von einem großen Durchbruch sprechen kann, ist das vielleicht die Untertreibung des Jahrzehnts.

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