O kas, jei gydytojai galėtų atspausdinti inkstą iš paciento ląstelių, neieškodami tinkamo donoro organo ir nesijaudindami, kad paciento kūnas jį atstums?
Naudojant 3D biospausdinimą, tai būtų galima įgyvendinti jau po dešimtmečio, sako profesorė Jennifer Lewis iš Harvardo Weisso bioinžinerijos instituto. Remiantis tyrimu, organų biospausdinimas yra 3D spausdinimo technologijos naudojimas, siekiant surinkti kelis ląstelių tipus, augimo faktorius ir biomedžiagas sluoksniu po sluoksnio, kad būtų sukurti dirbtiniai organai, kurie puikiai imituoja natūralius organus. Ši regeneracinė medicina yra tyrimų ir plėtros stadijoje, o jos varomoji jėga yra „tikrasis žmogaus poreikis“.
Dbeprotiškas laukimas
Maždaug 1 milijonui žmonių visame pasaulyje reikia inkstų. Jie pasiekia galutinę inkstų nepakankamumo stadiją ir turi būti dializuojami. Dializė užkrauna didelę naštą organizmui, o su kiekvienais metais pacientų mirties rizika gerokai didėja. Taigi noras įveikti didžiulį organų 3D spausdinimo iššūkį yra tikrai didelis.
MAgic rašalas
Norėdami pradėti organų biospausdinimo procesą, gydytojai paprastai pradeda nuo paties paciento ląstelių. Jie atlieka mažos adatos organo biopsiją arba minimaliai invazinę operaciją, kad pašalintų nedidelį audinio gabalėlį, „mažesnį nei pusė pašto ženklo dydžio“. Naudojant šį pašalintą audinį, ląsteles galima išardyti ir kultivuoti in vitro.
Auginimas vyksta steriliuose inkubatoriuose arba bioreaktoriuose, slėginiuose nerūdijančio plieno induose, kurie padeda ląstelėms gauti pakankamai maistinių medžiagų. Gydytojai maitina juos maistinėmis medžiagomis (vidutine) kas 24 valandas, nes ląstelės turi savo medžiagų apykaitą. Skirtingiems ląstelių tipams reikia skirtingų maistinių medžiagų. Tada sumaišome su geliu, kuris yra kaip klijai. Kiekvienas jūsų kūno organas yra sudarytas iš ląstelių ir klijų, kurie jas laiko kartu.
Klijai yra biologinio rašalo, spausdinamo gyvų ląstelių, vandens turtingų molekulių, vadinamų hidrogeliais, auginimo terpės ir augimo faktorių, padedančių ląstelėms toliau daugintis ir diferencijuotis, slapyvardis. Hidrogelis imituoja kūno tarpląstelinę matricą – jame yra tokių medžiagų kaip baltymai, kolagenas ir hialurono rūgštis.
Paprastai naudojamos biomedžiagos turi būti netoksiškos, biologiškai skaidžios ir biologiškai suderinamos, kad būtų išvengta neigiamo imuninio atsako. Kolagenas ir želatina yra dvi dažniausiai naudojamos biomedžiagos spausdinant audinius ar organus.
Tapk stebuklo akimirkos liudininku
Gydytojai kiekvieną biologinį rašalą įdeda -- rašalo tipą, atsižvelgdami į tai, kiek ląstelių tipų jie nori spausdinti -- į spausdinimo kasetę, „išspaudžia biologinį rašalą per spausdinimo galvutę ir purkštuką, sukaupdami medžiaga sluoksnis po sluoksnio“.
Po bioprinted organo implantacijos pacientui, laikui bėgant jis natūraliai suyra, klijai ištirps ir ląstelė pajus, kad „tiltas“ griūva; ląstelė pajus, kad jos pagrindas nebėra tvirtas. Taigi ląstelės sukurs savo tiltus ir klijus jūsų kūne.