Nov preboj v 3D bioprintu, rojstvu prvega 3D tiskanega srca

Nedavno so raziskovalci na Univerzi v Tel Avivu v Izraelu uporabili človeška tkiva, da so ustvarili prvo 3D tiskano srce na svetu, ki prinaša novo upanje bolnikom z naprednim srčnim popuščanjem, ki morajo "spremeniti srce", da nadaljujejo življenje.

Od prve uspešne operacije presaditve ledvic in srca okoli 60. let prejšnjega stoletja se je klinična tehnologija presajanja organov izboljševala iz dneva v dan, stopnja uspešnosti operacije pa se je povečevala. Vendar se v številnih državah število natakarjev in donatorjev organov zelo razlikuje. Tudi če ste dovolj srečni, da počakate na desni organ in uspešno presadite, bo pooperativna zavrnitev še vedno ogrožala življenje bolnika. Skozi leta je popolna "replikacija" organov postala sanje medicinske stroke.

Leta 2010 je prvi svetovni bio-tiskalnik uporabil kultivirane človeške celice, da je ustvaril prve krvne žile, kar je omogočilo 3D tiskanje človeških organov. Leta 2013 je kardiolog dokončal prvo 3D tiskano „srce“, ki ne le izgleda kot srce bolnika, ampak tudi utripa. Vendar pa je to "srce" iz plastike mogoče uporabiti le za študij kirurških postopkov. Namesto tega je samo "model srca".

Novo natisnjeno 3D srce ne vsebuje le celic, prekatov in atrija, ampak tudi prekrižanih krvnih žil. "Črnilo", uporabljeno pri tem tiskanju, izhaja iz maščobnega tkiva, ekstrahiranega od pacienta. Med njimi izolirane celice postanejo urejene pluripotentne matične celice in se nato diferencirajo v kardiomiocite, ki tvorijo srce srca in endotelijske celice, ki sestavljajo krvne žile. Izolirana necelična komponenta se pretvori v "personaliziran gel", ki deluje kot "cement", ki gradi hišo, fiksira lokacijo celice in deluje kot zunajcelični matriks za spodbujanje rasti teh "majhnih opek". Vzpostavite povezavo in se sčasoma reorganizirajte v funkcionalni organ. Ker tiskana "surovina" prihaja od samega bolnika, ni treba skrbeti za pojav zavrnitve.

Vendar pa ima ta 3D srce trenutno le funkcijo krčenja in raziskovalci morajo nadaljevati kulturo, "učiti" srčne celice, da sodelujejo, da dosežejo črpalno funkcijo, in nato izvedejo eksperimente s presajanjem živali. Razdalja se resnično uporablja za presaditve človeškega srca in treba je narediti več dela. Poleg kardiomiocitov in krvnih žil srce vključuje tudi fibroblaste, živčne celice, maščobo itd. Preučiti je treba, kako uskladiti rastno okolje različnih vrst celic. Poleg tega zaradi omejene ločljivosti tehnologije srčnega skeniranja in tiskalnikov trenutno ni mogoče natisniti vseh krvnih žil v srcu.

Presaditev organov ne vključuje samo srca, ampak tudi jetra in ledvice. Raziskovalci so poskušali "razbiti najtežje kosti" pri tiskanju organov.

Od medicinskih modelov, ki so se uporabljali v predoperativni analizi do kosti titanove zlitine, vgrajene v človeško telo, od preproste organizacije do funkcionalno zapletenih organov, raziskovalci še naprej ustvarjajo nove preboje na področju bioprinta in pacientom prinašajo novo upanje.