Επιστήμονες του “Forest Baptist Medical Center Wake”, απέδειξαν πως μπορούν με τη χρήση ενός εξελιγμένου 3D εκτυπωτή, ότι είναι εφικτό να δημιουργήσουν ζωντανές δομές ιστού για να αντικαταστήσουν έναν τραυματισμένο ή άρρωστο ιστό.
Με αναφορά τους στο περιοδικό “Nature Biotechnology”, τόνισαν ότι οι τυπωμένες δομές του αυτιού, των οστών και των μυών, όταν εμφυτεύονται σε ζώα, ωριμάζουν σε λειτουργικό ιστό και αναπτύσσουν ένα σύστημα αιμοφόρων αγγείων.
Το σημαντικότερο είναι πως τα πρώτα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι δομές έχουν το σωστό μέγεθος, τη δύναμη και τη λειτουργία για χρήση σε ανθρώπους.
Ο Anthony Atala, M.D., διευθυντής του “Forest Baptist Medical Center Wake”, Αναγεννητικής Ιατρικής, (WFIRM), και ανώτερος συντάκτης της μελέτης, είπε ότι “αυτή η νέα μέθοδος της χρήσης του εκτυπωτή είναι μια σημαντική προσπάθεια για να κάνουμε αντικατάσταση ιστών στους ασθενείς.
Υπάρχει η δυνατότητα να δημιουργηθεί ένας σταθερός ανθρώπινος ιστός, οποιουδήποτε σχήματος ή κλίμακας. Η τεχνολογία αυτή, με περαιτέρω ανάπτυξη θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί για την εκτύπωση ζωντανών ιστών και οργάνων για χειρουργική εμφύτευση”.
Η ομάδα του Atala στοχεύει να εμφυτεύσει, στο μέλλον, βιο-εκτυπώμενους μύες, χόνδρους και οστά σε ασθενείς. Η χρηματοδότηση της μελέτης έγινε από το Ίδρυμα Ενόπλων Δυνάμεων της Αναγεννητικής Ιατρικής, για την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε τραυματισμένους στρατιώτες.
Η μηχανική ιστών είναι μια επιστήμη που έχει ως στόχο να αυξηθεί η αντικατάσταση ιστών και οργάνων στο εργαστήριο για να βοηθήσει στην επίλυση της έλλειψης δωρεάς ιστών που διατίθενται για μεταμοσχεύσεις.
Η ακρίβεια του 3D εκτυπωτή είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος για την αντιγραφή σύνθετων ιστών και οργάνων του σώματος. Οι τρέχοντες εκτυπωτές με βάση την υδροβολή που προκαλείται από λέιζερ δεν μπορούν να παράγουν δομές με επαρκές μέγεθος ή αντοχή του εμφυτεύματος για το σήμα.
Ωστόσο το Ολοκληρωμένο Σύστημα Εκτύπωσης Οργάνων και Ιστών, (iTop), που αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια των τελευταίων 10 ετών από τους επιστήμονες του Ινστιτούτου, ξεπερνά αυτές τις δυσκολίες.
Οι εναποθέσεις του συστήματος τόσο σε βιοδιασπώμενα, όσο και πλαστικά υλικά που σχηματίζουν τον ιστό γίνονται με βάση το νερό που περιέχουν τα κύτταρα, σχηματίζοντας μια ισχυρή εξωτερική δομή που δεν βλάπτει τα κύτταρα.
Μόνη πρόκληση της μηχανικής των ιστών είναι η διασφάλιση ότι οι εμφυτευμένες δομές θα ζήσουν αρκετό καιρό, ώστε να ενσωματωθούν με το σώμα. Οι επιστήμονες του WFIRM θεωρούν πως αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί με δύο τρόπους.
Μπορεί να βελτιστοποιηθεί το νερό με βάση το “μελάνι” που κρατά τα κύτταρα έτσι ώστε να προάγει την υγεία των κυττάρων και την ανάπτυξη, τυπώνοντας ένα πλέγμα από μικρο-διαύλους σε όλες τις δομές.
Τα κανάλια αυτά θα επιτρέπουν στα θρεπτικά συστατικά και στο οξυγόνο να διαχέονται εντός των δομών για να τους κρατήσει ζωντανούς μέχρι να αναπτυχθεί ένα σύστημα αιμοφόρων αγγείων.
Ένα άλλο πλεονέκτημα του συστήματος iTop είναι η ικανότητά του να χρησιμοποιεί στοιχεία από την αξονική και μαγνητική τομογραφία για να φτιάξει ειδικά σχεδιασμένους ιστούς για τους ασθενείς.
Αρκετά πειράματα που έγινε πάνω σε ποντίκια, έδειξαν πως το σύστημα iTop μπορεί να δημιουργήσει πολύπλοκες δομές 3D. Τα τυπωμένα εξωτερικά αιτία σε ανθρώπινο μέγεθος που εμφυτεύθηκαν στα ποντίκια ανέπτυξαν δύο μήνες μετά αιμοφόρα αγγεία, ενώ και ο χόνδρος ήταν καλά συντηρημένος.
Οι συνεχιζόμενες μελέτες θα μετρήσουν τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα, για να επιβεβαιώσουν πως μια τέτοια τεχνολογία θα βοηθήσει στο μέγιστο βαθμό τους ασθενείς.
με Αριθμό Μητρώου 12691
