Forskere har 3D-printet menneskelige muskler og vev med suksess

3d-trykte menneskelige organer for transplantasjon skjermbilde 2016 02 15 kl. 13.57
Hører du det jeg hører? For det jeg hører er den susende lyden av medisinsk fremgang i hendene på noen ganske utrolige 3D-printing gjennombrudd. Mandag fortalte forskere fra Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hvordan de klarte å lage en 3D bioprinter som er presis nok til å faktisk produsere erstatningsvev som kan brukes i transplantasjonskirurgi. Kroppsdeler som er trykt så langt inkluderer et kjevebein, muskelvev og bruskstrukturer, og kanskje mest imponerende av alt, et utrolig nøyaktig menneskelig øre.

Et tiår på vei, funnene fra et team ledet av professor Anthony Atala ble publisert i dagNatur bioteknologi, og representerer et utrolig skritt fremover i ideen om et "plug and play"-menneske. I følge Wake Forest-teamet fungerer bioprinteren omtrent som en "tradisjonell" 3D-skriver, ved å bruke additive produksjonsteknikker for å legge til materialer lag for lag, og til slutt skape et kompleks struktur. Men i motsetning til de fleste 3D-skrivere som bruker plast, harpiks, metaller (og noen ganger til og med keramikk), bruker disse bioskriverne svært forskjellige materialer.

Anbefalte videoer

Bioprintere fungerer på samme måte som konvensjonelle 3D-skrivere, og bruker additiv produksjon for å bygge komplekse strukturer lag for lag. I stedet for å bruke plast, harpiks og metaller, bruker imidlertid bioprintere spesielle biomaterialer som nært tilnærmer funksjonelt, levende vev.

I slekt

  • Trenger du et Halloween-kostyme i siste øyeblikk? Sjekk ut disse 3D-utskrivbare bildene
  • De beste 3D-skriverne under $500
  • Fremtiden for å lage ting: Inne i utviklingen av 3D-utskrift med Formlabs

Når det integrerte vevs- og organutskriftssystemet (ITOP) er testet videre, og har vist seg å være trygt for bruk på mennesker, kan vi snart skrive ut erstatningskroppsdeler for pasienter.

Selv om bioprintere ikke er et nytt konsept, overgår ITOP de som allerede eksisterer fordi produktene faktisk er sterke nok for leger å jobbe med. Som Gizmodo forklarer, "Eksisterende bioprintere kan ikke fremstille vev av riktig størrelse eller styrke. Produktene deres ender opp med å være altfor svake og strukturelt ustabile for kirurgisk transplantasjon." Dessuten bioprintere var tidligere ute av stand til å skrive ut blodkar, kapillærer og andre slike strukturer - et sentralt problem i det medisinske felt.

"Cellene kan rett og slett ikke overleve uten en blodåreforsyning som er mindre enn 200 mikron [0,07 tommer], som er ekstremt liten," sa Atala til Gizmodo. "Det er maksimal avstand. Og det er ikke bare for utskrift, det er naturen.»

Men ITOP løser dette problemet ved å bruke polymermaterialer for å skape formen på strukturen, og deretter sender en vannbasert gel celler til rett sted i denne strukturen. En ytre struktur er midlertidig implementert for å hjelpe cellene med å holde formen under utskriftsprosessen, og forskere plasserer også mikrokanaler direkte inn i designet som gjør at næringsstoffer og oksygen kan leveres til celler. "Vi gjenskapte i utgangspunktet kapillærer, og skapte mikrokanaler som fungerte som en kapillærseng," forklarte Atala.

Sett i forhold til tingenes utseende, har Atala og teamet hans en god ting på gang – vevet ser ut til å ha riktig størrelse, formet og av riktig styrke for faktisk bruk i menneskekropper, men de gjennomgår fortsatt flere tester ekstra trygg. Og enda mer spennende, de ser på andre applikasjoner av ITOP også.

"Fremtidig utvikling av den integrerte vev-organ-skriveren blir rettet mot produksjon av vev for menneskelige applikasjoner, og til bygging av mer komplekse vev og solide organer,» Atala fortalte Kvarts. "Når vi skriver ut menneskelige vev og organer, må vi selvfølgelig sørge for at cellene overlever, og funksjon er den siste testen. Vår forskning indikerer gjennomførbarheten av å skrive ut bein, muskler og brusk for pasienter. Vi vil bruke lignende strategier for å skrive ut solide organer.»

Og mens Atala sier at "Det kommer fortsatt til å ta en stund" før dette kan kalles et stort gjennombrudd, kan det bare være tiårets understatement.

Redaktørenes anbefalinger

  • 3D-printet ostekake? Inne i den kulinariske søken etter å lage en Star Trek matreplikator
  • NASA tester en 3D-skriver som bruker månestøv til å skrive ut i verdensrommet
  • Keramisk blekk kan la leger 3D-printe bein direkte inn i pasientens kropp
  • Super Mario 3D World + Bowsers Fury-trailer avslører vill ny spillmodus
  • Vill ny 3D-skriver lager deler ved å sende titanpartikler supersonisk

Oppgrader livsstilen dinDigitale trender hjelper leserne å følge med på den fartsfylte teknologiverdenen med alle de siste nyhetene, morsomme produktanmeldelser, innsiktsfulle redaksjoner og unike sniktitter.