Biodrukarki 3D odtworzą ludzkie organy – czy przekraczamy kolejną granicę w rozwoju medycyny?
Drukarki 3D to urządzenia, które wytwarzają trójwymiarowe, fizyczne obiekty na podstawie komputerowego modelu. Za pomocą różnego rodzaju drukarek 3D można wytworzyć gotowe produkty z tworzywa sztucznego, przedmioty z topliwych materiałów (takich jak czekolada lub metal), prototypy i inne produkty koncepcyjne. Obecnie naukowcy są jedynie kilka kroków od wydrukowania za pomocą drukarek 3D organów i narządów, które będą pomocne w leczeniu urazów i chorób.
Od lat naukowcy odtwarzają w laboratoriach ludzkie komórki, tak aby stworzyć naczynia krwionośne, przewody moczowe, tkanki skórne oraz inne żywe tkanki. Jednakże stworzenie pełnych organów, z całą ich skomplikowaną strukturą komórkową, jest procesem o wiele trudniejszym.
Badania nad drukarkami 3D mogącymi wydrukować tkanki i narządy napotykają na wiele trudności. Wielkie przełomy zdarzają się raz na jakiś czas, a potem zespoły ekspertów muszą pracować nad jednym zagadnieniem przez wiele miesięcy.
1. Produkcja ludzkich tkanek w technologii 3D – jak to działa?
Organovo to amerykańska firma, która jako pierwsza zaczęła produkować ludzkie tkanki za pomocą technologii 3D. Proces drukowania z wykorzystaniem drukarek 3D skupia się na identyfikacji kluczowych elementów strukturalnych tkanek docelowych oraz na stworzeniu projektu, który będzie można wykorzystać do wydrukowania przez drukarkę 3D tkanek w środowisku laboratoryjnym.
Kiedy stworzona zostaje konstrukcja tkanki (projekt), to pierwszym krokiem jest stworzenie protokołu generującego wielokomórkowe bloki budujące, zwane bioatramentem, które będą mogły być wykorzystane do zbudowania tkanki docelowej. Te wielokomórkowe bloki są następnie drukowane przez drukarkę warstwa po warstwie, tak aby wytworzyć docelową tkankę. Tkanki są budowane pionowo, aż do uzyskania trójwymiarowości.
Proces drukowania 3D może być dostosowany do wytwarzania tkanek w różnych formach, od mikroskali aż do większych struktur tkankowych. Wyprodukowane w ten sposób ludzkie tkanki mają wiele kluczowych cech tkanek naturalnych.
2. Technologia to przyszłość medycyny – jak długo trzeba jeszcze czekać?
Czy proces zautomatyzowanej produkcji żywych tkanek ludzkich, które naśladują funkcje życiowe, jest w ogóle możliwy? Biorąc pod uwagę obecny poziom zaawansowania, może to być realna alternatywa leczenia już za 5 lat. Pacjenci, którym dotychczas wszczepiano sztuczne bajpasy, będą mogli mieć w ciele zastawki wytworzone z ich własnych komórek.
W tej chwili naukowcy są w stanie tworzyć naczynia krwionośne, ale główny cel badań to zbudowanie organów, takich jak serce czy wątroba. Przewiduje się, że będzie to możliwe w ciągu kolejnych 10 lat.
Pomysł wydrukowania ludzkiej nerki lub wątroby w laboratorium może wydawać się niesamowity, a nawet przerażający. Jednak dla wielu naukowców, zajmujących się badaniami na ten temat, biodrukowanie w 3D jest bardzo obiecujące. Wydrukowane organy będą mogły być użyte do testów nowych leków lub szczepionek, umożliwiając naukowcom bardziej precyzyjne pomiary niż te wykonywane na zwierzętach lub syntetycznych modelach.
Jest też nadzieja, że drukarki 3D będą kiedyś produkować niezwykle potrzebne do przeszczepów narządy.
Nie czekaj na wizytę u lekarza. Skorzystaj z konsultacji u specjalistów z całej Polski już dziś na abcZdrowie Znajdź lekarza.