Teadlased prindivad edukalt inimese lihaseid ja kudesid 3D-printimisel

3D prinditud inimelundid siirdamiseks ekraanipilt 2016 02 15 kell 13 57
Kas sa kuuled, mida ma kuulen? Sest see, mida ma kuulen, on meditsiini arengu vinguvad helid mõne üsna uskumatu inimese käe all 3D-printimise läbimurded. Esmaspäeval kirjeldasid Wake Foresti regeneratiivse meditsiini instituudi teadlased üksikasjalikult, kuidas neil õnnestus 3D luua bioprinter, mis on piisavalt täpne, et tegelikult toota asenduskudet, mida saab kasutada siirdamisoperatsioonis. Seni trükitud kehaosad hõlmavad lõualuu, lihaskoe ja kõhre struktuure ning võib-olla kõige muljetavaldavamalt uskumatult täpset inimese kõrva.

Professor Anthony Atala juhitud meeskonna järeldused on tehtud kümme aastat avaldati täna sisse Looduse biotehnoloogia, ja kujutavad endast uskumatut sammu edasi "plug and play" inimese idees. Wake Foresti meeskonna sõnul toimib bioprinter samamoodi nagu "traditsiooniline" 3D-printer, kasutades ära lisaainete tootmistehnikad, et lisada materjale kiht kihi haaval, luues lõpuks kompleksi struktuur. Kuid erinevalt enamikust 3D-printeritest, mis kasutavad plastikut, vaiku, metalle (ja mõnikord isegi keraamikat), kasutavad need bioprinterid väga erinevaid materjale.

Soovitatavad videod

Bioprinterid töötavad samamoodi nagu tavalised 3D-printerid, kasutades lisatootmist, et ehitada kihthaaval keerukaid struktuure. Plastide, vaikude ja metallide asemel kasutavad bioprinterid aga spetsiaalseid biomaterjale, mis sarnanevad funktsionaalsele eluskoele.

Seotud

  • Kas vajate viimase hetke Halloweeni kostüümi? Vaadake neid 3D-prinditavaid lahendusi
  • Parimad 3D-printerid alla 500 dollari
  • Asjade valmistamise tulevik: Formlabsiga 3D-printimise evolutsiooni sees

Kui integreeritud kudede ja organite printimise süsteemi (ITOP) on täiendavalt testitud ja see on osutunud inimestele ohutuks, võime peagi välja printida patsientidele asenduskehaosi.

Kuigi bioprinterid ei ole uus kontseptsioon, ületab ITOP juba olemasolevaid, kuna selle tooted on tegelikult arstide jaoks piisavalt tugevad. Nagu Gizmodo selgitab, Olemasolevad bioprinterid ei suuda valmistada õige suuruse või tugevusega kudesid. Nende tooted on kirurgilise siirdamise jaoks liiga nõrgad ja struktuurselt ebastabiilsed. Lisaks bioprinterid ei suutnud varem printida veresooni, kapillaare ja muid selliseid struktuure, mis on meditsiinis põhiprobleem valdkonnas.

"Rakud lihtsalt ei suuda elada ilma veresoonteta, mis on väiksemad kui 200 mikronit [0,07 tolli], mis on äärmiselt väike," ütles Atala Gizmodole. "See on maksimaalne vahemaa. Ja see pole ainult trükkimiseks, see on loodus."

Kuid ITOP tegeleb selle probleemiga, kasutades struktuuri kuju loomiseks polümeermaterjale ja seejärel saadab veepõhine geel rakud selle struktuuri sees õigesse kohta. Välisstruktuur on ajutiselt rakendatud, et aidata rakkudel printimise ajal oma kuju säilitada ja Teadlased paigutavad ka otse konstruktsiooni mikrokanalid, mis võimaldavad toitaineid ja hapnikku tarnida rakud. "Põhimõtteliselt lõime kapillaarid uuesti, luues mikrokanalid, mis toimisid nagu kapillaarkiht," selgitas Atala.

Asjade pealt vaadates on Atalal ja tema meeskonnal kõik hästi – koed näivad olevat õige suurusega, kujuga ja õige tugevusega tegelikuks kasutamiseks inimkehades, kuid neid katsetatakse veel, et saada eriti turvaline. Veelgi põnevam on see, et nad vaatavad ka teisi ITOP-i rakendusi.

„Koe-elundite integreeritud printeri edasine arendus on suunatud tootmisele kudesid inimestele kasutamiseks ning keerukamate kudede ja tahkete elundite ehitamiseks," Atala rääkis Kvarts. "Inimese kudede ja elundite printimisel peame loomulikult veenduma, et rakud jäävad ellu ja funktsioon on viimane test. Meie uuringud näitavad luude, lihaste ja kõhrede printimise teostatavust patsientidele. Me kasutame tahkete elundite printimiseks sarnaseid strateegiaid.

Ja kuigi Atala ütleb, et "see läheb veel aega", enne kui seda saab nimetada suureks läbimurdeks, võib see olla kümnendi alahinnang.

Toimetajate soovitused

  • 3D prinditud juustukook? Star Treki toidureplikaatori valmistamise kulinaarses otsingus
  • NASA katsetab 3D-printerit, mis kasutab kosmoses printimiseks kuutolmu
  • Keraamiline tint võib võimaldada arstidel 3D-printida luid otse patsiendi kehasse
  • Super Mario 3D World + Bowser’s Fury treiler paljastab metsiku uue mängurežiimi
  • Metsik uus 3D-printer muudab osad titaaniosakesi ülehelikiirusel saates

Uuendage oma elustiiliDigitaalsed suundumused aitavad lugejatel hoida silma peal kiirel tehnikamaailmal kõigi viimaste uudiste, lõbusate tooteülevaadete, sisukate juhtkirjade ja ainulaadsete lühiülevaadetega.