2 miesięcy temu
Rogówka
Naukowcy z Uniwersytetu w Newcastle są pionierami w dziedzinie biodruku rogówki 3D przeznaczonej do przeszczepów (źródło: Elizabeth Montalbano za pośrednictwem Plastics Today )Skóra
Biodruk 3D unaczynionej tkanki skóry (Źródło: Rensselaer Polytechnic Institute za pośrednictwem SciTechDaily )Skóra, największy organ w ciele człowieka, jest również celem bioprintingu, ponieważ jest podatna na wiele urazów. Leczenie poważnych urazów skóry, takich jak oparzenia lub zatrucia, polega, ponownie, na przeszczepianiu. W tym przypadku jednak pacjent jest swoim własnym dawcą, przeszczepiającym zdrową skórę z innych części ciała.
Niestety, ta technika jest możliwa tylko w przypadku stosunkowo niewielkich uszkodzonych obszarów, dlatego bioprinting skóry jest szeroko rozwijany i wzbudza duże zainteresowanie. Pomysł polega na wytwarzaniu plastrów skóry z własnych komórek pacjenta, zapewniając w ten sposób źródło przeszczepów w 100% zgodnych z biorcą.
W 2019 roku badacze z Rensselaer Polytechnic Institute w Nowym Jorku byli w stanie wydrukować w technologii 3D „żywe” łaty skóry z naczyniami krwionośnymi. Jest to najważniejszy kamień milowy, ponieważ każda dotychczasowa biodrukowana skóra nie miała funkcji naczyniowej. Następnym krokiem jest opracowanie sposobu na zintegrowanie, na poziomie mikroskopowym, naczyń krwionośnych z łaty do skóry pacjenta.
Na innym froncie australijski start-up Inventia Life Science pracuje nad urządzeniem, które potencjalnie mogłoby drukować skórę w technologii 3D bezpośrednio na ranie pacjenta. Komórki skóry byłyby osadzane jako maleńkie kropelki, wykorzystując tę samą zasadę, co drukowanie atramentowe. Inventia jest dobrze znanym graczem w branży biotechnologicznej i niedawno otrzymała ogromną inwestycję w swój projekt drukowania skóry w technologii 3D w 2020 r.
Jajniki
Fragment struktury rusztowania jajnika myszy (źródło: Ian Sample za pośrednictwem The Guardian )Jajniki są istotną częścią skomplikowanego biologicznego procesu rodzenia dzieci. Niestety, tysiące kobiet w USA ma problemy z jajnikami każdego roku, co może prowadzić do niepłodności. Od chorób autoimmunologicznych po niezwiązane leczenie raka, takie jak chemioterapia, uszkodzenia są w większości nieodwracalne.
Naukowcy z Northwestern University w Chicago są w pełni oddani opracowaniu sztucznego jajnika, który można przeszczepić kobietom, aby mogły mieć dzieci. W 2017 r. zespół kierowany przez Monicę Larondę wykorzystał techniki bioprintingu, które pozwoliły bezpłodnym myszom rodzić .
Zamiast powielać całą architekturę jajnika, zespół opracował różne struktury rusztowań wydrukowane w 3D, które następnie wszczepiono myszom i pozwolono im rosnąć z czasem. Niektóre struktury okazały się dość wydajne: z siedmiu myszy, które kopulowały ze sztucznymi jajnikami, trzy ostatecznie urodziły zdrowe szczenięta, które później stały się typowymi dorosłymi myszami.
W 2020 r. ten sam zespół z Northwestern University zidentyfikował białka strukturalne z jajników świń, które mają praktycznie ten sam typ białek, co u ludzi. Według Larondy celem jest wykorzystanie tych białek do skonstruowania biologicznego, drukowanego w 3D rusztowania, które będzie w stanie utrzymać bank potencjalnych jaj i komórek produkujących hormony.
Ucho
Drukowane w 3D implanty żywego ucha i mięśni firmy WFIRM odniosły sukces w testach na zwierzętach (źródło: Maggie Fox za pośrednictwem NBC News )Uszy nie są tylko funkcjonalnymi częściami ludzkiego ciała, ale także zapewniają pewien stopień estetyki. Jako gatunek bardzo towarzyski, ludzie są stale świadomi tego, jak wyglądają. Nie zawsze chodzi o to, żeby dobrze wyglądać lub ładnie wyglądać, ale głównie o to, żeby wyglądać podobnie.
Chirurgia rekonstrukcyjna to dziedzina medycyny, której celem jest przywrócenie funkcji i normalnego wyglądu nieprawidłowościom lub deformacjom powstałym w wyniku wad wrodzonych, zadanych urazów i schorzeń. Nos i uszy to złożone struktury, które są niezwykle trudne do odbudowania, szczególnie w przypadku całkowitego zniszczenia.
Jednak tworzenie złożonych struktur jest jedną z unikalnych możliwości druku 3D. W 2016 r. badacze z WFIRM poinformowali o pomyślnym wszczepieniu wydrukowanych w 3D żywych struktur ucha i mięśni zwierzętom. Takie części działają głównie jako elementy strukturalne, a nie jako interakcje chemiczne, co upraszcza proces biodruku.
Przechodząc do roku 2019, zespół z University of Wollongong w Australii wraz z profesorem Payal Mukherjee opracował biodrukarkę 3D zdolną do produkcji ludzkich uszu do chirurgii rekonstrukcyjnej . Tak zwana drukarka „ 3D Alek ” wykorzystuje materiał chrząstki ludzkiej i jest w tej chwili zainstalowana w Royal Prince Alfred Hospital w Sydney. Celem jest przyspieszenie rozwoju materiału bioatramentowego specyficznego dla pacjenta w celu wyhodowania materiału chrząstki.
źródło: all3dp
