Drukarka 3D wykorzystywana jest w medycynie
Hodowla funkcjonalnych ludzkich organów poza ciałem Świętym Graalem medycyny transplantacyjnej – zwracają uwagę naukowcy z harwardzkich: Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering i John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (USA). Na łamach pisma „Advanced Materials” donieśli właśnie o dużym kroku w stronę osiągnięcia tego „Graala”.
Z pomocą nowego typu druku 3D uzyskali sieć przypominających ludzkie naczyń krwionośnych z warstwą mięśni gładkich i nabłonka, które zintegrowali z żywą tkanką ludzkiego serca.
„W poprzednich badaniach opracowaliśmy nową metodę biodruku 3D znaną jako SWIFT (Sacrificial Writing Into Functional Tissue), przeznaczoną do tworzenia pustych kanałów w żywej macierzy komórkowej. Tutaj, bazując na tej metodzie, wprowadzamy współosiową metodę SWIFT (co-SWIFT), która odtwarza architekturę wielowarstwową występującą w żywych naczyniach krwionośnych. Ułatwia to tworzenie spójnego śródbłonka i zwiększa odporność na ciśnienie wewnętrzne przepływającej krwi” – tłumaczy jeden z naukowców, Paul Stankey.
Kluczową innowację stanowi unikalna dysza z dwoma niezależnie sterowalnymi kanałami „tuszów”, z których powstają naczynia: tuszu otoczkowego na bazie kolagenu i tuszu rdzeniowego na bazie żelatyny. Rozmiar naczyń można zmieniać podczas drukowania, zmieniając prędkość drukowania lub przepływ atramentu.
Innowacyjna metoda w przeszczepach
Aby potwierdzić, że nowa metoda co-SWIFT działa, zespół najpierw wydrukował wielowarstwowe naczynia w przezroczystej, ziarnistej matrycy hydrożelowej. Następnie badacze wydrukowali naczynia w nowego typu matrycy złożonej z porowatego materiału na bazie kolagenu, który naśladuje gęstą, włóknistą strukturę żywej tkanki mięśniowej. Udało im się pomyślnie wydrukować rozgałęzione sieci naczyniowe w obu tych, pozbawionych komórek matrycach.
W kolejnym, jeszcze bardziej skomplikowanym kroku zespół, z sukcesem powtórzył proces drukowania, używając tuszu wzbogaconego o komórki mięśni gładkich, które stanowią zewnętrzną warstwę ludzkich naczyń krwionośnych. W finalnym etapie badacze przetestowali swoją metodę w żywej ludzkiej tkance serca.
Wydrukowane naczynia nie tylko przybrały charakterystyczną dwuwarstwową strukturę ludzkich naczyń krwionośnych, ale także, po pięciu dniach perfuzji płynem imitującym krew, tkanka zaczęła się synchronicznie kurczyć, co wskazuje na jej zdrowie i prawidłowe działanie.
