Mokslininkai sėkmingai spausdina žmogaus raumenis ir audinius

3D atspausdintas žmogaus organų transplantacijai ekrano kopija 2016 02 15 13 57 val.
Ar girdi ką aš girdžiu? Nes tai, ką girdžiu, yra švilpiantis medicinos pažangos garsas, kurį valdo kai kurie neįtikėtini žmonės 3D spausdinimo proveržis. Pirmadienį Wake Forest regeneracinės medicinos instituto mokslininkai išsamiai paaiškino, kaip jiems pavyko sukurti 3D biospausdintuvas, kuris yra pakankamai tikslus, kad iš tikrųjų pagamintų pakaitinį audinį, kurį būtų galima naudoti transplantacijos chirurgijoje. Iki šiol atspausdintos kūno dalys apima žandikaulio kaulą, raumenų audinį ir kremzlės struktūras, o bene įspūdingiausia – neįtikėtinai tiksli žmogaus ausis.

Dešimtmetį rengia profesoriaus Anthony Atala vadovaujamos komandos išvados buvo paskelbti šiandien in Gamtos biotechnologija, ir yra neįtikėtinas žingsnis į priekį kuriant „prijunkite ir žaisk“ žmogaus idėją. „Wake Forest“ komandos teigimu, biospausdintuvas veikia panašiai kaip „tradicinis“ 3D spausdintuvas, naudodamas priedų gamybos metodus, siekiant pridėti medžiagų sluoksnis po sluoksnio, galiausiai sukuriant kompleksą struktūra. Tačiau skirtingai nei dauguma 3D spausdintuvų, kuriuose naudojami plastikai, dervos, metalai (o kartais net ir keramika), šie biospausdintuvai naudoja labai skirtingas medžiagas.

Rekomenduojami vaizdo įrašai

Bioprinteriai veikia taip pat, kaip ir įprasti 3D spausdintuvai, naudojant priedų gamybą, kad sluoksnis po sluoksnio sukurtų sudėtingas struktūras. Tačiau užuot naudoję plastiką, dervas ir metalus, biospausdintuvai naudoja specialias biologines medžiagas, kurios labai panašios į funkcinius gyvus audinius.

Susijęs

  • Reikia paskutinės minutės Helovino kostiumo? Peržiūrėkite šiuos 3D spausdinimo būdus
  • Geriausi 3D spausdintuvai iki 500 USD
  • Gamybos ateitis: 3D spausdinimo su Formlabs raida

Kai Integruotoji audinių ir organų spausdinimo sistema (ITOP) bus toliau išbandyta ir bus įrodyta, kad ji yra saugi naudoti žmonėms, netrukus galėsime spausdinti atsargines pacientų kūno dalis.

Nors biospausdintuvai nėra nauja koncepcija, ITOP pranoksta jau egzistuojančius, nes jo produktai iš tikrųjų yra pakankamai stiprūs, kad su jais galėtų dirbti gydytojai. Kaip Gizmodo paaiškina, „Esami biospausdintuvai negali pagaminti tinkamo dydžio ar stiprumo audinių. Jų produktai yra per silpni ir struktūriškai nestabilūs chirurginei transplantacijai. Be to, biospausdintuvai anksčiau negalėjo atspausdinti kraujagyslių, kapiliarų ir kitų panašių struktūrų – pagrindinė medicinos problema lauke.

„Ląstelės tiesiog negali išgyventi be kraujagyslių, mažesnių nei 200 mikronų [0,07 colio], o tai yra labai maža“, – Gizmodo pasakojo Atala. „Tai didžiausias atstumas. Ir tai ne tik spausdinimui, bet ir gamtai.

Tačiau ITOP sprendžia šią problemą naudodamas polimerines medžiagas, kad sukurtų struktūros formą, o tada vandens pagrindu pagamintas gelis siunčia ląsteles į reikiamą šios struktūros vietą. Laikinai įdiegta išorinė struktūra, kuri padeda ląstelėms išlaikyti savo formą spausdinimo proceso metu ir tyrėjai taip pat įdeda mikrokanalus tiesiai į dizainą, leidžiantį maistinėms medžiagoms ir deguoniui tiekti ląstelės. "Mes iš esmės atkūrėme kapiliarus, sukurdami mikrokanalus, kurie veikė kaip kapiliarų lova", - paaiškino Atala.

Iš pažiūros Atalai ir jo komandai sekasi gerai – audiniai atrodo tinkamo dydžio, formos ir tinkamo stiprumo, kad būtų galima naudoti žmonių kūnuose, tačiau vis dar atliekama daugiau bandymų ypač saugus. Ir dar įdomiau, jie taip pat žiūri į kitas ITOP programas.

„Ateities integruoto audinių ir organų spausdintuvo kūrimas nukreiptas į jo gamybą audinių, skirtų žmonėms, ir sudėtingesnių audinių bei kietų organų kūrimui“, – Atala pasakojo Kvarcas. „Spausdinant žmogaus audinius ir organus, žinoma, turime užtikrinti, kad ląstelės išgyventų, o funkcija yra paskutinis išbandymas. Mūsų tyrimai rodo, kad pacientams galima spausdinti kaulus, raumenis ir kremzles. Mes naudosime panašias strategijas kietiems organams spausdinti.

Ir nors Atala sako, kad „vis dar praeis šiek tiek laiko“, kol tai galima pavadinti dideliu proveržiu, tai gali būti dešimtmečio nepakankamumas.

Redaktorių rekomendacijos

  • 3D spausdintas sūrio pyragas? Kulinarijos siekis sukurti „Star Trek“ maisto replikatorių
  • NASA išbando 3D spausdintuvą, kuris naudoja mėnulio dulkes spausdinti kosmose
  • Keraminis rašalas gali leisti gydytojams 3D spausdinti kaulus tiesiai į paciento kūną
  • „Super Mario 3D World + Bowser’s Fury“ anonsas atskleidžia naują laukinį žaidimo režimą
  • Laukinis naujas 3D spausdintuvas gamina dalis siųsdamas titano daleles viršgarsiniu greičiu

Atnaujinkite savo gyvenimo būdąSkaitmeninės tendencijos padeda skaitytojams stebėti sparčiai besivystantį technologijų pasaulį – pateikiamos visos naujausios naujienos, smagios produktų apžvalgos, įžvalgūs vedamieji leidiniai ir unikalūs žvilgsniai.