Ko darīt, ja ārsti varētu izdrukāt nieri no pacienta šūnām, neatrodot atbilstošu donora orgānu un neuztraucoties par to, ka pacienta ķermenis to atraidīs?
Ar 3D bioprintēšanas palīdzību to varētu realizēt jau desmit gadus, saka profesore Dženifera Lūisa no Hārvarda Veisa Bioinženierijas institūta. Orgānu bioprintēšana ir 3D drukāšanas tehnoloģijas izmantošana, lai saliktu vairākus šūnu tipus, augšanas faktorus un biomateriālus slāni pa slānim, lai radītu mākslīgus orgānus, kas lieliski atdarina dabiskos orgānus, teikts pētījumā. Šī reģeneratīvā medicīna ir pētniecības un attīstības stadijā, un tās virzītājspēks ir "patiesā cilvēka vajadzība".
Desperate gaidīšana
Aptuveni 1 miljonam cilvēku visā pasaulē ir vajadzīgas nieres. Viņi sasniedz nieru mazspēju beigu stadijā, un tiem jāveic dialīze. Dialīze uzliek ķermenim smagu slogu, un ar katru gadu pacientu nāves risks ievērojami palielinās. Tāpēc dzinulis, lai risinātu ērģeļu 3D drukāšanas lielo izaicinājumu, ir patiešām liels.
Magic tinte
Lai sāktu orgānu bioprintēšanas procesu, ārsti parasti sāk ar paša pacienta šūnām. Viņi veic nelielu orgāna adatas biopsiju vai veic minimāli invazīvu operāciju, lai noņemtu nelielu audu gabalu, kas ir "mazāks par pusi no pastmarkas izmēra". Izmantojot šo noņemto audu, šūnas var izjaukt un kultivēt in vitro.
Audzēšana notiek sterilos inkubatoros vai bioreaktoros, spiediena nerūsējošā tērauda traukos, kas palīdz šūnām iegūt pietiekami daudz barības vielu. Ārsti baro viņus ar barības vielām (barotnēm) ik pēc 24 stundām, jo šūnām ir savs metabolisms. Dažādiem šūnu tipiem ir nepieciešamas dažādas barības vielas. Tad mēs to sajaucam ar želeju, kas ir kā līme. Katrs orgāns jūsu ķermenī ir izgatavots no šūnām un līmes, kas tos satur kopā.
Līme ir iesauka bio-tintei, apdrukājamam dzīvo šūnu maisījumam, ar ūdeni bagātām molekulām, ko sauc par hidrogēliem, barotnei un augšanas faktoriem, kas palīdz šūnām turpināt vairoties un diferencēties. Hidrogels atdarina organisma ekstracelulāro matricu - tas satur tādas vielas kā olbaltumvielas, kolagēns un hialuronskābe.
Parasti izmantotajiem biomateriāliem jābūt netoksiskiem, bioloģiski noārdāmiem un bioloģiski saderīgiem, lai izvairītos no nelabvēlīgām imūnreakcijām. Kolagēns un želatīns ir divi visbiežāk izmantotie biomateriāli, biodrukājot audus vai orgānus.
Lieciniet par brīnuma brīdi
Ārsti katru bio-tinti - tintes veidu atkarībā no tā, cik daudz šūnu tipu viņi vēlas drukāt - ievieto drukas kasetnē, "izspiežot bio-tinti caur drukas galviņu un sprauslu, veidojot materiāla slāni pa slānim".
Pēc tam, kad pacientam ir implantēts bioprintētais orgāns, tas laika gaitā dabiski noārdīsies, līme izšķīst, un šūna jutīs, ka "tilts" sabrūk; šūna jutīs, ka tās pamats vairs nav ciets. Tātad šūnas izveidos savus tiltus un izveidos savas līmes jūsu ķermenī.