Tak powstaje ucho z drukarki 3D

Fabryki narządów przestają być fikcją. Zamiast protez, współczesna medycyna potrafi już zaoferować żywe, działające fragmenty tkanek, a nawet całe narządy. W jaki sposób powstają?

Z tego artykułu dowiesz się:

  1. kiedy wydrukowano żywą tkankę
  2. jak wydrukować żywy narząd
  3. w jaki sposób powstało ucho z drukarki
  4. które zwierzęta służą do testowania narządów

Krok 1: wybór sprzętu

Do drukowania służy specjalna drukarka, działająca podobnie jak popularne drukarki 3D. Różnica polega m.in. na wykorzystanym materiale: głowica drukarki umożliwia wykorzystanie zawiesiny zawierająca komórki i spajającego je hydrożelu, kolagenu albo czynnika wzrostu.

Krok 2: dobieramy kształt

Przed laty eksperymentowano z pokrywaniem żywymi komórkami uformowanego wcześniej stelażu. Skuteczniejsza okazała się inna metoda: jednocześnie drukuje się żywe komórki i stelaż, który pozwala na uzyskanie pożądanego kształtu. Stelaż może zostać z czasem rozłożony w procesie trawienia białek albo pozostać, jako stały element projektowanej tkanki.

Krok 3: dbamy o odżywianie!

Kluczowe dla powodzenia całej operacji jest zapewnienie komórkom odżywiania, zapewnianego przez krew. Dlatego łatwo jest wydrukować płaską warstwę żywych komórek, ale trudno przestrzenną bryłę jakiegoś narządu.

Ucho i fragment kości z drukarki 3D

Kluczem do sukcesu jest w tym przypadku zastosowanie zawiesiny o składzie, pozwalającym komórkom na przeżycie, zanim wydrukowana część przyjmie się w ciele biorcy i będzie przez niego odżywiana.

Szczur z wszczepionym pod skórę uchem

Zobacz również: ASIMO - tańczący robot

Krok 4: wszczepiamy!

Wydrukowany narząd może być wszczepiony np. zwierzęciu, które zapewnia odżywianie dla tworzącej go tkanki w czasie potrzebnym do rozmnożenia się komórek i wzrostu narządu. Inną możliwością jest wszczepienie narządu — np. ucha — pod skórę przyszłego użytkownika, który "hoduje" je aż do czasu właściwego przeszczepu.

Krok 5: tworzymy żywy, sztuczny narząd

Przełomem, którym niedawno pochwalili się badacze z Wake Forest Institute, okazała się technologia o nazwie Zintegrowany Systemem Drukujący Organy i Tkanki (ITOP). Na czym polega jej innowacyjność?

Chodzi o to, że naukowcom udało się zbudować drukarkę, drukującą jednocześnie z kilku materiałów: polimerów, tworzących szkielet narządu, żywych komórek i tymczasowej osłony, chroniącej organ do czasu, aż zrośnie się z organizmem, do którego został przeszczepiony.

Ta nowoczesna drukarka służąca do wydruku tkanek i organów to niebywały postęp w tworzeniu tkanek zastępczych dla pacjentów. Dzięki niej można wyprodukować stabilną tkankę ludzką w odpowiednim rozmiarze i kształcie. W miarę rozwoju tej technologii, możliwe będzie wydrukowanie żywej tkanki i organów potrzebnych do przeszczepów.

Anthony Atala, Wake Forst Institute for Regenerative Medicine

To ważna zmiana – wcześniej udawało się wydrukować najwyżej fragmenty mięśni, kości albo naczyń krwionośnych.

Wydrukowano w ten sposób m.in. niewielkie ucho, odpowiadające wielkością uchu dziecka. Wszczepiono je następnie w ciało użytego do eksperymentu szczura, gdzie po około dwóch miesiącach wydruk nie tylko zachował swoją formę, ale obrósł również siecią naczyń krwionośnych, odżywiających żywą tkankę.

Krok 6: poprawiamy sobie słuch!

Opisany wyżej przykład, w połączeniu z elektronicznym implantem, który po podłączeniu do układu nerwowego zapewnia zdolność słyszenia, oznacza, że mamy już technologię, pozwalającą na stworzenie działającego, żywego narządu, zdolnego do zastąpienia fragmentu ludzkiego ciała.

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Nauka:

Wernher von Braun: urodzony w Polsce nazista, który zabrał Amerykanów na Księżyc Kiedy rozpoczął się najdłuższy eksperyment naukowy świata? "Nie wiedzieliśmy, że to reaktor. Nikt nam tego nie powiedział" (26 kwietnia 1986, Czarnobyl) Największe czołgi świata: stalowe monstra, które miały odmienić losy wojen Największe czarne dziury, jakie kiedykolwiek odkryto Szalone pomysły radzieckich naukowców Dziś Blue Monday - najbardziej dołujący dzień roku. A może dno, od którego można się odbić? Niezwykłe projekty III Rzeszy [cz. 4]. Pancerne potwory Hitlera 10 niesamowitych faktów na temat piersi Stalowe monstra. Najdziwniejsze czołgi z pionierskiego okresu rozwoju broni pancernej Liczydło, czyli najprzydatniejszy gadżet świata. Umiesz z niego korzystać? Kuloodporna husaria. Jak technologia pozwala nam przeżyć postrzał z broni palnej? Największe bombowce strategiczne II wojny światowej Zobacz świat tak, jak widzi twój pupil. Spójrz okiem kota, psa i... ptaka Sztuczki sprzedawców, na które musisz uważać Afrykańskie programy kosmiczne: ambitny plan lotu na Księżyc i kolonizacji Marsa 15 najdziwniejszych broni palnych. Pistolet kosmonautów, karabin na Turków i inne Tragedie w przestworzach - ataki na samoloty cywilne. Znacznie więcej niż podają media! Najlepsi szpiedzy świata. Polscy, rosyjscy i izraelscy agenci, którzy zmienili historię Jak zapisać dane, aby przetrwały tysiące lat i wojny nuklearne? To proste: za pomocą kota Jak parzy meduza? Ten film wyjaśnia, dlaczego spotkanie z parzydełkami tak bardzo boli Juliusz Verne - trafione i nietrafione przepowiednie kultowego pisarza Artyleria bez prochu. Machiny wojenne z dawnych wieków Stare i nowe stacje orbitalne. Co krąży nad naszymi głowami?

Popularne w tym tygodniu:

Wernher von Braun: urodzony w Polsce nazista, który zabrał Amerykanów na Księżyc