A tudósok sikeresen nyomtatnak 3D-s emberi izmokat és szöveteket

3D nyomtatott emberi szervek transzplantációhoz képernyőkép 2016. 02. 15. 13:57
Hallod, amit én hallok? Mert amit hallok, az az orvosi haladás süvítő hangja néhány hihetetlen ember keze által Áttörés a 3D nyomtatásban. Hétfőn a Wake Forest Institute for Regenerative Medicine kutatói részletezték, hogyan sikerült 3D-t létrehozniuk olyan bionyomtató, amely elég precíz ahhoz, hogy ténylegesen lehessen pótszövetet gyártani, amely alkalmas transzplantációs műtétekhez. Az eddig nyomtatott testrészek közé tartozik az állcsont, az izomszövet és a porcszerkezetek, és talán a leglenyűgözőbb az összes közül, egy hihetetlenül pontos emberi fül.

Egy évtizede készül, az Anthony Atala professzor vezette csapat eredményei ma jelentek meg ban ben Természet biotechnológia, és hihetetlen előrelépést jelent a „plug and play” emberi lény elképzelésében. A Wake Forest csapata szerint a bionyomtató nagyjából úgy működik, mint egy „hagyományos” 3D nyomtató, kihasználva a additív gyártási technikák annak érdekében, hogy rétegről rétegre adják hozzá az anyagokat, végül komplexet hozva létre szerkezet. De ellentétben a legtöbb 3D nyomtatóval, amely műanyagot, gyantát, fémet (és néha még kerámiát is) használ, ezek a bionyomtatók nagyon különböző anyagokat használnak.

Ajánlott videók

A bionyomtatók ugyanúgy működnek, mint a hagyományos 3D nyomtatók, additív gyártást alkalmazva összetett szerkezetek rétegről rétegre történő felépítésére. A műanyagok, gyanták és fémek használata helyett azonban a bionyomtatók speciális bioanyagokat használnak, amelyek közel állnak a funkcionális, élő szövetekhez.

Összefüggő

  • Last minute Halloween jelmezre van szüksége? Tekintse meg ezeket a 3D-nyomtatható felépítéseket
  • A legjobb 3D nyomtatók 500 dollár alatt
  • A cuccok készítésének jövője: A Formlabs 3D-nyomtatás evolúciójában

Amint az Integrált Szövet- és Szervnyomtatási Rendszer (ITOP) további tesztelése megtörténik, és bebizonyosodott, hogy biztonságos az emberek számára, hamarosan kinyomtathatjuk a páciensek testrészeit.

Bár a bionyomtatók nem új koncepció, az ITOP felülmúlja a már létezőket, mert termékei valójában elég erősek ahhoz, hogy az orvosok dolgozhassanak vele. Mint Gizmodo elmagyarázza, „A meglévő bionyomtatók nem tudnak megfelelő méretű vagy erősségű szöveteket előállítani. Termékeik túl gyengék és szerkezetileg instabilok a sebészeti átültetéshez.” Ráadásul bionyomtatók korábban nem tudták kinyomtatni az ereket, a hajszálereket és más hasonló struktúrákat – ez kulcsfontosságú probléma az orvostudományban terület.

„A sejtek egyszerűen nem tudnak életben maradni 200 mikronnál (0,07 hüvelyk) kisebb vérerek nélkül, ami rendkívül kicsi” – mondta Atala a Gizmodónak. „Ez a maximális távolság. És ez nem csak a nyomtatásra vonatkozik, ez a természet."

Az ITOP azonban úgy kezeli ezt a problémát, hogy polimer anyagokat használ a szerkezet alakjának kialakítása érdekében, majd egy vízbázisú gél a megfelelő helyre küldi a sejteket ebben a szerkezetben. Ideiglenesen külső szerkezetet alakítanak ki annak érdekében, hogy a sejtek megtartsák alakjukat a nyomtatási folyamat során, ill A kutatók mikrocsatornákat is elhelyeznek közvetlenül a kialakításban, amelyek lehetővé teszik a tápanyagok és az oxigén eljuttatását sejteket. „Alapvetően a kapillárisokat hoztuk létre újra, és olyan mikrocsatornákat hoztunk létre, amelyek kapilláriságyként működtek” – magyarázta Atala.

A dolgok kinézetét tekintve Atalának és csapatának jó dolga van – a szövetek megfelelő méretűek, formájúak és megfelelő szilárdságúak az emberi testben való tényleges felhasználáshoz, de még mindig több teszten mennek keresztül extra biztonságos. És ami még izgalmasabb, az ITOP más alkalmazásait is vizsgálják.

„Az integrált szövet-szerv nyomtató jövőbeli fejlesztése a gyártására irányul szövetek emberi felhasználásra, valamint összetettebb szövetek és szilárd szervek felépítésére” – mondta Atala mondta Kvarc. „Az emberi szövetek és szervek nyomtatásakor természetesen meg kell győződnünk arról, hogy a sejtek életben maradnak, és a működés a végső teszt. Kutatásaink azt mutatják, hogy lehetséges a csont, izom és porc nyomtatása a betegek számára. Hasonló stratégiákat fogunk alkalmazni szilárd szervek nyomtatására is.”

És bár Atala azt mondja, hogy "még eltart egy darabig", mielőtt ezt nagy áttörésnek lehetne nevezni, ez talán az évtized alábecsülése.

Szerkesztői ajánlások

  • 3D nyomtatott sajttorta? A Star Trek ételreplikátor elkészítésének kulináris küldetésén belül
  • A NASA egy 3D nyomtatót tesztel, amely holdporral nyomtat az űrben
  • A kerámia tinta segítségével az orvosok 3D-s csontokat nyomtathatnak közvetlenül a páciens testébe
  • A Super Mario 3D World + Bowser’s Fury előzetese vad, új játékmódot mutat be
  • A vadonatúj 3D nyomtató titánrészecskék szuperszonikus küldésével teszi az alkatrészeket

Frissítse életmódjátA Digital Trends segítségével az olvasók nyomon követhetik a technológia rohanó világát a legfrissebb hírekkel, szórakoztató termékismertetőkkel, éleslátó szerkesztőségekkel és egyedülálló betekintésekkel.