Tutkijat tulostavat menestyksekkäästi 3D-tulosteita ihmisen lihaksista ja kudoksesta

3D-painetut ihmiselimet siirtoa varten kuvakaappaus 2016 02 15 klo 13 57
Kuuletko mitä minä kuulen? Koska kuulen lääketieteen edistyksen hurjaa ääntä joidenkin melko uskomattomien käsissä 3D-tulostuksen läpimurtoja. Maanantaina Wake Forest Institute for Regenerative Medicine -instituutin tutkijat selittivät, kuinka he onnistuivat luomaan 3D: n biotulostin, joka on tarpeeksi tarkka valmistamaan korvauskudosta, jota voidaan käyttää elinsiirtokirurgiassa. Tähän mennessä painettuihin ruumiinosiin kuuluu leukaluu, lihaskudos ja rustorakenteet, ja ehkä kaikista vaikuttavin, uskomattoman tarkka ihmiskorva.

Professori Anthony Atalan johtaman ryhmän havainnot valmistuvat vuosikymmenen ajan julkaistiin tänään sisään Luonnon biotekniikka, ja edustavat uskomatonta askelta eteenpäin "plug and play" -ihmisen ideassa. Wake Forest -tiimin mukaan biotulostin toimii samalla tavalla kuin "perinteinen" 3D-tulostin hyödyntäen additiivinen valmistustekniikka materiaalien lisäämiseksi kerros kerrokselta, mikä lopulta luo kompleksin rakenne. Mutta toisin kuin useimmat 3D-tulostimet, jotka käyttävät muoveja, hartseja, metalleja (ja joskus jopa keramiikkaa), nämä biotulostimet käyttävät hyvin erilaisia ​​materiaaleja.

Suositellut videot

Biotulostimet toimivat samalla tavalla kuin perinteiset 3D-tulostimet, ja ne käyttävät lisätuotantoa monimutkaisten rakenteiden rakentamiseen kerros kerrokselta. Muovien, hartsien ja metallien sijaan biotulostimissa käytetään kuitenkin erityisiä biomateriaaleja, jotka ovat lähellä toiminnallista elävää kudosta.

Liittyvät

  • Tarvitsetko viime hetken Halloween-asun? Tutustu näihin 3D-tulostettaviin versioihin
  • Parhaat 3D-tulostimet alle 500 dollaria
  • Tekemisen tulevaisuus: Formlabsin 3D-tulostuksen evoluution sisällä

Kun Integrated Tissue and Organ Printing System (ITOP) on testattu edelleen ja sen on todistettu olevan turvallinen ihmisille, voimme pian tulostaa potilaiden varaosia.

Vaikka biotulostimet eivät ole uusi konsepti, ITOP ylittää jo olemassa olevat, koska sen tuotteet ovat itse asiassa tarpeeksi vahvoja lääkäreille. Kuten Gizmodo selittää, "Olemassa olevat biotulostimet eivät pysty valmistamaan oikean kokoisia tai vahvuisia kudoksia. Heidän tuotteet ovat lopulta aivan liian heikkoja ja rakenteellisesti epävakaita kirurgiseen siirtoon." Lisäksi biotulostimet eivät aiemmin pystyneet tulostamaan verisuonia, kapillaareja ja muita vastaavia rakenteita - mikä on lääketieteen keskeinen ongelma ala.

"Solut eivät yksinkertaisesti voi selviytyä ilman verisuonten tarjontaa, joka on alle 200 mikronia [0,07 tuumaa], mikä on erittäin pieni", Atala kertoi Gizmodolle. "Se on suurin etäisyys. Ja se ei koske vain painamista, se on luontoa."

Mutta ITOP käsittelee tätä ongelmaa käyttämällä polymeerimateriaaleja rakenteen muodon luomiseksi, ja sitten vesipohjainen geeli lähettää solut oikeaan paikkaan tässä rakenteessa. Tilapäisesti toteutetaan ulkorakenne, joka auttaa soluja säilyttämään muotonsa painoprosessin aikana ja Tutkijat sijoittavat myös mikrokanavia suoraan suunnitteluun, jotka mahdollistavat ravinteiden ja hapen toimituksen soluja. "Periaatteessa loimme kapillaarit uudelleen ja loimme mikrokanavia, jotka toimivat kapillaaripedin tavoin", Atala selitti.

Ulkonäöltään Atalalla ja hänen tiimillään on hyvä asia – kudokset näyttävät olevan oikean kokoisia, muotoisia ja riittävän vahvoja todelliseen käyttöön ihmiskehoissa, mutta niitä testataan edelleen lisää erityisen turvallinen. Ja mikä vielä jännittävämpää, he etsivät myös muita ITOP: n sovelluksia.

”Integroidun kudos-elintulostimen tuleva kehitys on suunnattu tuotantoon kudoksia ihmiskäyttöön sekä monimutkaisempien kudosten ja kiinteiden elinten rakentamiseen”, Atala kertonut Kvartsi. ”Kun tulostetaan ihmiskudoksia ja elimiä, meidän on tietysti varmistettava, että solut selviävät, ja toiminta on viimeinen testi. Tutkimuksemme osoittaa luun, lihaksen ja ruston tulostamisen toteutettavuuden potilaille. Käytämme samanlaisia ​​strategioita kiinteiden elinten tulostamiseen."

Ja vaikka Atala sanoo, että "vietää vielä jonkin aikaa", ennen kuin tätä voidaan kutsua suureksi läpimurroksi, se saattaa olla vuosikymmenen aliarviointi.

Toimittajien suositukset

  • 3D-tulostettu juustokakku? Kulinaarisessa tehtävässä tehdä Star Trek -ruokakopiokone
  • NASA testaa 3D-tulostinta, joka käyttää kuun pölyä tulostaakseen avaruudessa
  • Keraaminen muste voisi antaa lääkäreiden 3D-tulostaa luita suoraan potilaan kehoon
  • Super Mario 3D World + Bowser’s Fury -traileri paljastaa hurjan uuden pelitilan
  • Villi uusi 3D-tulostin tekee osista lähettämällä titaanihiukkasia yliääninopeudella

Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.