Istnieje opinia, że w niedalekiej przyszłości technologia ta umożliwi pozbycie się narządów dawców poprzez ich całkowitą wymianę na „drukowane”. Tylko dzisiaj istnieje jeden istotny problem z drukowaniem narządów w 3D. A tkwi w samej technologii druku. I to właśnie ten problem nie tak dawno udało się rozwiązać grupie naukowców ze Szwajcarii.
Jak narządy drukują?
Aby zrozumieć, na czym polega trudność drukowania narządów, zobaczmy, jak działa ta technologia. Jeśli nie wchodzisz w szczegóły techniczne, to przeważnie podczas drukowania 3D (i nie ma znaczenia, co drukujesz - plastikową część czy organ), ostateczny kształt tworzy się przez nałożenie warstw materiału. Pozwala to na tworzenie narządów o złożonej strukturze wewnętrznej. Ale główną wadą w tym przypadku jest czas. Wydrukowanie jednego organu zajmuje nieracjonalnie dużo czasu i zasobów.
Istnieje jednak inna metoda - biodruk wolumetryczny, który pozwala na uformowanie organu jednocześnie w całej objętości. Metoda polega na tym, że specjalna "mieszanina" ogniw i materiału mocującego jest naprzemiennie zasilana z różnych stron laserem o różnej sile penetracji ze specjalnego projektora, który "pokazuje" tylko pewną część modelu 3D, która jest widoczna z "punktu widzenia" tego projektora. Tkanka twardnieje w wiązce projektora. Dzieje się tak, dopóki cały przyszły organ nie zostanie „podświetlony”.
Schematyczne przedstawienie sposobu drukowania wolumetrycznego.
Zespół naukowców z Laboratorium Stosowanych Urządzeń Fotonicznych (LAPD) w Szwajcarii powiedział, że użycie tej metody pozwoliło im na tworzenie złożonych kształtów tkanek w biokompatybilnym hydrożelu z komórkami macierzystymi. Ponadto z tych tkanek mogą powstać narządy z rozwiniętym układem krążenia. Ale najbardziej zdumiewające jest to, że proces drukowania zajmuje tylko kilka sekund. Druk 3D może w krótkim czasie stworzyć nowe, funkcjonalne organy.
Naukowcom udało się już (i co najważniejsze, szybko) wydrukować tkanki zastawki serca, łąkotki, tętnicy płucnej i kości udowej. Co więcej, drukowane tkanki i narządy mogą być również wykorzystywane do tworzenia połączonych struktur, takich jak wątroba i woreczek żółciowy.
Film promocyjny:
Mysi model tętnicy płucnej uzyskany przy użyciu nowej metody wolumetrycznego biodruku.
Teraz naukowcy mają na celu prowadzenie badań klinicznych na dużą skalę, a jednocześnie, jak twierdzą autorzy pracy, ich technologia może zaspokoić potrzeby nie tylko służby dawców, ale także różnych laboratoriów badawczych, które pilnie potrzebują żywych tkanek do eksperymentów. Może to zmniejszyć zapotrzebowanie na zwierzęta laboratoryjne, co było bardzo często krytykowane w ciągu ostatnich kilku lat.
Vladimir Kuznetsov