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: Gadżetomania TV: Czy wiesz że... pierwsza telewizyjna transmisja miała miejsce w 1926 roku

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:

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? Kiedy rozpoczął się najdłuższy eksperyment naukowy świata? Największe czołgi świata: stalowe monstra, które miały odmienić losy wojen 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? Szalona rosyjska wyprawa na Marsa. Jak wyglądał ich kosmiczny pociąg? Algorytm jest bogiem

Popularne w tym tygodniu:

Co zrobić, aby słuchawki się nie plątały? Naukowcy mają rozwiązanie Zdjęcie czarnej dziury nie istnieje. 6 faktów, które warto poznać Największe czarne dziury, jakie kiedykolwiek odkryto Wulkan, który wstrzymał Europę. W 2010 r. spowodował lotniczy paraliż "Zabiliście mnie, dranie!" Kosmonauta Władimir Komarow wiedział, że został wysłany na śmierć