Entä jos lääkärit voisivat tulostaa munuaisen potilaan soluista tarvitsematta löytää vastaavaa luovuttajaelintä ja huolehtia siitä, että potilaan keho hylkää sen?
3D-biotulostuksen avulla tämä voitaisiin toteuttaa jo vuosikymmenellä, sanoo professori Jennifer Lewis Harvardin Weiss Institute for Bioengineering -instituutista. Elinten biotulostus on 3D-tulostustekniikan käyttöä useiden solutyyppien, kasvutekijöiden ja biomateriaalien kokoamiseen kerros kerrokselta luodakseen keinotekoisia elimiä, jotka jäljittelevät täydellisesti luonnollisia elimiä, tutkimuksen mukaan. Tämä regeneratiivinen lääke on tutkimus- ja kehitysvaiheessa, ja sen liikkeellepaneva voima on "todellinen inhimillinen tarve".
Desperate odottaa
Noin 1 miljoona ihmistä ympäri maailmaa tarvitsee munuaisia. Ne saavuttavat loppuvaiheen munuaisten vajaatoiminnan ja niille on tehtävä dialyysi. Dialyysi aiheuttaa keholle raskaan taakan, ja joka vuosi potilaiden kuoleman riski kasvaa merkittävästi. Joten halu vastata urkujen 3D-tulostuksen suureen haasteeseen on todella suuri.
Magic muste
Biotulostuselinten prosessin aloittamiseksi lääkärit aloittavat yleensä potilaan omista soluista. He suorittavat pienen neulabiopsian elimestä tai suorittavat minimaalisesti invasiivisen leikkauksen poistaakseen pienen palan kudosta, joka on "alle puolet postimerkin koosta". Kun tämä kudos poistetaan, solut voidaan purkaa ja viljellä in vitro.
Viljely tapahtuu steriileissä inkubaattoreissa tai bioreaktoreissa, paineistetuissa ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa astioissa, jotka auttavat soluja saamaan tarpeeksi ravinteita. Lääkärit ruokkivat heille ravinteita (väliaineita) 24 tunnin välein, koska soluilla on oma aineenvaihdunta. Eri solutyypit vaativat erilaisia ravintoaineita. Sitten sekoitamme sen geelin kanssa, joka on kuin liima. Jokainen kehosi elin on valmistettu soluista ja liimasta, joka pitää ne yhdessä.
Liima on lempinimi biomusteelle, tulostettavalle seokselle eläviä soluja, vesipitoisia molekyylejä, joita kutsutaan hydrogeeleiksi, viljelyväliaineelle ja kasvutekijöille, jotka auttavat soluja jatkamaan lisääntymistä ja erilaistumista. Hydrogeeli jäljittelee kehon solunulkoista matriisia - se sisältää aineita, kuten proteiineja, kollageenia ja hyaluronihappoa.
Yleisesti käytettyjen biomateriaalien on oltava myrkyttömiä, biohajoavia ja bioyhteensopivia haitallisten immuunivasteen välttämiseksi. Kollageeni ja gelatiini ovat kaksi yleisimmin käytettyä biomateriaalia kudosten tai elinten biotulostuksessa.
Todista ihmeen hetki
Lääkärit laittavat jokaisen biomusteen - musteen tyypin riippuen siitä, kuinka monta solutyyppiä he haluavat tulostaa - tulostuskasettiin, "puristamalla biomuste tulostuspään ja suuttimen läpi, rakentamalla materiaalikerros kerrokselta".
Kun biopainettu elin on istutettu potilaaseen, se hajoaa luonnollisesti ajan myötä, liima liukenee ja solu tuntee, että "silta" romahtaa; solusta tuntuu, että sen perusta ei ole enää kiinteä. Joten solut tekevät omat sillat ja tekevät omat liimansa kehossasi.