Forskare 3D-printar framgångsrikt mänskliga muskler och vävnader

3d-printade mänskliga organ för transplantation skärmdump 2016 02 15 kl. 13.57
Hör du vad jag hör? För det jag hör är det susande ljudet av medicinska framsteg i händerna på några ganska otroliga 3D-utskriftsgenombrott. På måndagen berättade forskare från Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hur de lyckades skapa en 3D bioprinter som är tillräckligt exakt för att faktiskt tillverka ersättningsvävnad som kan användas vid transplantationskirurgi. Kroppsdelar som hittills har tryckts inkluderar ett käkben, muskelvävnad och broskstrukturer, och kanske mest imponerande av allt, ett otroligt exakt mänskligt öra.

Ett decennium på väg, resultaten från ett team ledd av professor Anthony Atala publicerades idagNaturbioteknik, och representerar ett otroligt steg framåt i idén om en "plug and play"-människa. Enligt Wake Forest-teamet fungerar bioskrivaren ungefär som en "traditionell" 3D-skrivare, och använder sig av additiv tillverkningsteknik för att lägga till material lager för lager, vilket i slutändan skapar ett komplex strukturera. Men till skillnad från de flesta 3D-skrivare som använder plast, hartser, metaller (och ibland även keramik), använder dessa bioskrivare väldigt olika material.

Rekommenderade videor

Bioprinters fungerar på samma sätt som konventionella 3D-skrivare, och använder additiv tillverkning för att bygga komplexa strukturer lager för lager. Istället för att använda plaster, hartser och metaller använder bioskrivare dock speciella biomaterial som nära approximerar funktionell, levande vävnad.

Relaterad

  • Behöver du en sista minuten Halloween-dräkt? Kolla in dessa 3D-utskrivbara bilder
  • De bästa 3D-skrivarna under $500
  • Framtiden för att göra saker: Inuti utvecklingen av 3D-utskrift med Formlabs

När det integrerade vävnads- och organtryckningssystemet (ITOP) har testats ytterligare och har visat sig vara säkert att använda på människor, kan vi snart skriva ut ersättningskroppsdelar för patienter.

Även om bioprinters inte är ett nytt koncept, överträffar ITOP de som redan finns eftersom dess produkter faktiskt är tillräckligt starka för läkare att arbeta med. Som Gizmodo förklarar, "Befintliga bioprinters kan inte tillverka vävnader av rätt storlek eller styrka. Deras produkter blir alldeles för svaga och strukturellt instabila för kirurgisk transplantation.” Dessutom bioprinters var tidigare oförmögna att skriva ut blodkärl, kapillärer och andra sådana strukturer - ett nyckelproblem inom det medicinska fält.

"Celler kan helt enkelt inte överleva utan ett blodkärlstillförsel som är mindre än 200 mikron [0,07 tum], vilket är extremt litet," sa Atala till Gizmodo. "Det är det maximala avståndet. Och det är inte bara för utskrift, det är naturen."

Men ITOP löser detta problem genom att använda polymermaterial för att skapa formen på strukturen, och sedan skickar en vattenbaserad gel celler till rätt plats i denna struktur. En yttre struktur implementeras tillfälligt för att hjälpa cellerna att behålla sin form under tryckprocessen, och forskare placerar också mikrokanaler direkt i designen som gör att näringsämnen och syre kan levereras till celler. "Vi återskapade i princip kapillärer, skapade mikrokanaler som fungerade som en kapillärbädd," förklarade Atala.

Sett till utseendet har Atala och hans team en bra grej – vävnaderna ser ut att ha rätt storlek, formade och av rätt styrka för faktisk användning i människokroppar, men de genomgår fortfarande fler tester. extra säker. Och ännu mer spännande, de tittar också på andra tillämpningar av ITOP.

”Framtida utveckling av den integrerade vävnadsorganskrivaren inriktas på produktion av vävnader för mänskliga tillämpningar och för att bygga mer komplexa vävnader och solida organ”, Atala berättade Kvarts. "När vi skriver ut mänskliga vävnader och organ måste vi naturligtvis se till att cellerna överlever, och funktionen är det sista testet. Vår forskning visar på möjligheten att skriva ut ben, muskler och brosk för patienter. Vi kommer att använda liknande strategier för att skriva ut solida organ.”

Och medan Atala säger att "det kommer fortfarande att dröja" innan detta kan kallas ett stort genombrott, kan det bara vara decenniets underdrift.

Redaktörens rekommendationer

  • 3D-printad cheesecake? Inuti den kulinariska strävan att göra en Star Trek matreplikator
  • NASA testar en 3D-skrivare som använder måndamm för att skriva ut i rymden
  • Keramiskt bläck kan låta läkare 3D-printa ben direkt in i en patients kropp
  • Super Mario 3D World + Bowser's Fury-trailern avslöjar ett vildt nytt spelläge
  • Vild ny 3D-skrivare gör delar genom att skicka titan partiklar överljud

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.