Bioprinter se koristi kako bi napravio uho, kost i mišićne strukture od živih stanica ljudi, zečeva, štakora ili miševa, te biorazgradivih materijala, poput plastike.
Stanice su preživjele proces printanja, nešto što se do sada teško postizalo, a struktre su bile dovoljno stabilne da su se mogle uspješno usaditi glodavcima.
Ako ista tehnologija bude radila na ljudima podjednako uspješno kao i na životinjama, liječnici bi uskoro mogli sami koristiti bioprintere kako bi proizveli zamjensku hrskavicu i kosti za ozlijeđene, koristeći pacijentove vlastite stanice.
Proizvodnja 3D printanih organa i tkiva nije ništa novo, znanstvenici na tome rade već godinama jer se takvi organi mogu koristiti za razne stvari, od testiranja lijekova do repliciranja oblika tkiva koje je pacijent izgubio. Prošle su gdine tako australski znanstvenici stvorili i 3D printano moždano tkivo.
Ali do sada, većina tako napravljenih struktura bila je prenestabilna, prejednostavna ili premala da bi ih se usađivalo ljudima. Upravo je zbog toga ova današnja studija veliki korak naprijed, kaže Ali Khademhosseini, biomedicinski inžinjer s Harvardskog sveučilišta koji nije radio na bioprinteru.
Znanstvenici su po prvi puta uspjeli pokazati "da možete napraviti funkcionalno, prokrvljeno tkivo u dovoljno velikim strukturama da se može primjenjivati u pravim kliničkim slučajevima", kaže Khademhosseini.
Posebno napravljeni bioprinter stvara usadke tako što pažljivo postavlja slojeve gela koji sadrži stanice te plastikolikog materijala. Zatim printer doda privremenu vanjsku ljusku od polimera koja pomaže da se cijela struktura ne raspadne tijekom usađivanja. Sam proces printanja pažljivo je namješten kako bi osigurao da stanice ostanu žive do operacije.
Nakon usađivanja u živi organizam, plastikoliki se materijali polako raspadaju. Istovremeno, stanice luče tvari koje pomažu pri održavanju oblika usadka. Do završetka procesa stanice su se reorganizirale na samodovoljan način koji negira potrebu za vanjskom podrškom.
Kako bi testirali usadke, znanstvenici su ih stavili pod kožu miševa i štakora. Strukture su se pokazale obečavajućima. Dva mjeseca kasnije, uši koje su usađene u miševe zadržale su svoj oblik i formiralo se pravo tkivo hrskavice. Glede mišića, znanstvenici su otkrili dva tjedna nakon operacije kako je novousađeni mišić doveo do stvaranja novih živaca kod štakora.
I na kraju, koštani su usadci, koji su isprintani korištenjem ljudskih matičnih stanica i usađeni u štakore, prouzročili formiranje krvožilnog sustava koji se mogao primjetiti nakon pet mjeseci.
"To je dosta zgodno, čak i kada bi mogli napraviti samo uho, i to bi bilo kozmetički, pa čak i funkcionalno korisno", kaže Adam Feinberg, biomedicinski inžinjer u Sveučilištu Carnegie Mellon. Za pacijente koji su izgubili uho, obrnuta kopija njihovog preostalog uha bilo bi akustički bolje rješenje za slušanje od prostetike, kaže Feinberg. "Oblik uha je ključ" za hvatanje zvuka.
"Uspjeli su dobiti velike konstrukcije tkiva koje su trajale dovoljno dugo da se mogu usaditi, što uopće nije trivijalna stvar", kaže Gordana Vunjak-Novaković, biomedicinska inžinjerka na Sveučilištu Columbia koja nije radila na eksperimentu. "Ovo je važna studija koja pokazuje, uvjerljivo i elegantno, kako se tkivo dizajnirano po mjeri može proizvoditi u laboratoriju u anatomski točnim kliničkim veličinama i oblicima".
Ova je studija provedena u Wake Forest School of Medicine, a djelomično ju je financirala i Vojska Sjedinjenih Država, te je moguće kako bi se strukture koristile kao pomoć američkim vojnicima ozlijeđenim na bojištu.
Ali još uvijek ima dosta posla. Znanstvenici nisu testirali takva tkiva na ljudima, pa ne znamo još jesu li sigurna za nas. Ali tehnika djeluje upotrebljivo, kaže Feinberg, posebno za hrskavicu. a najvjerojatnije je i da će baš hrskavično tkivo prvo biti testirano na ljudima jer, za razliku od mišića i kosti, hrskavica može napredovati i bez dobro razvijenog sustava krvnih žila. "Hrskavica ima najveću mogućnost uspjeha", kaže Feinberg.
A uspjeh ove tehnike vjerojatno će slijediti i drugi - polje inžinjeringa tkiva uskoro će jako narasti. "Vidjeti ćete puno napredaka u slijedećih godinu, dvije, koji će ovo izbaciti iz područja znanstvene fantastike u nešto što konkretno utječe na pacijente", završava Feinberg.
The Verge/Danas.hr
