Какво ще стане, ако лекарите могат да отпечатат бъбрек от клетките на пациента, без да се налага да намират съвпадащ донорен орган и да се притесняват, че ще бъдат отхвърлени от тялото на пациента?
С помощта на 3D биопринтиране това може да се реализира след десетилетие, казва професор Дженифър Луис от института Weiss по биоинженерство в Харвард. Биопринтирането на органи е използването на технология за 3D принтиране за сглобяване на множество видове клетки, растежни фактори и биоматериали по слой по слой, за да се създадат изкуствени органи, които перфектно имитират естествените органи, според проучването. Тази регенеративна медицина е в етап на изследване и развитие, а движещата сила зад нея е „истинската човешка нужда“.
Dотчаяно чакане
Около 1 милион души по света се нуждаят от бъбреци. Те стигат до краен стадий на бъбречна недостатъчност и трябва да бъдат подложени на диализа. Диализата натоварва силно тялото и с всяка изминала година рискът от смърт на пациентите се увеличава значително. Така че стремежът да се справим с голямото предизвикателство на 3D отпечатването на органи е наистина голям.
Mагично мастило
За да започнат процеса на биопринтиране на органи, лекарите обикновено започват със собствените клетки на пациента. Те извършват биопсия с малка игла на орган или извършват минимално инвазивна хирургия, за да премахнат малко парче тъкан "по-малко от половината от размера на пощенска марка". Използвайки тази отстранена тъкан, клетките могат да бъдат разглобени и култивирани in vitro.
Култивирането се извършва в стерилни инкубатори или биореактори, съдове от неръждаема стомана под налягане, които помагат на клетките да получат достатъчно хранителни вещества. Лекарите ги хранят с хранителни вещества (средни) на всеки 24 часа, защото клетките имат свой собствен метаболизъм. Различните видове клетки изискват различни хранителни вещества. След това го смесваме с гела, който е като лепило. Всеки орган в тялото ви е изграден от клетки и лепилото, което ги държи заедно.
Лепилото е прякорът на био-мастилото, подходяща за печат смес от живи клетки, богати на вода молекули, наречени хидрогелове, културална среда и растежни фактори, които помагат на клетките да продължат да се размножават и диференцират. Хидрогелът имитира извънклетъчната матрица на тялото - съдържа вещества като протеини, колаген и хиалуронова киселина.
Често използваните биоматериали трябва да са нетоксични, биоразградими и биосъвместими, за да се избегнат нежелани имунни реакции. Колагенът и желатинът са двата най-често използвани биоматериала при биопринтиране на тъкани или органи.
Станете свидетел на момента на чудото
Лекарите поставят всяко био-мастило -- типа мастило в зависимост от това колко типа клетки искат да отпечатат -- в печатаща касета, „екструдирайки био-мастилото през печатаща глава и дюза, изграждайки материал слой по слой."
След като органът с биопринт се имплантира в пациента, той естествено ще се разгради с течение на времето, лепилото ще се разтвори и клетката ще почувства, че „мостът“ се срутва; клетката ще почувства, че нейната основа вече не е здрава. Така че клетките ще направят свои собствени мостове и ще направят свои собствени лепила в тялото ви.