Šta ako bi doktori mogli da odštampaju bubreg iz ćelija pacijenta, a da ne moraju da pronađu odgovarajući donatorski organ i da se brinu da će ga telo pacijenta odbaciti?
Uz pomoć 3D bioprintinga, to bi se moglo ostvariti već za jednu deceniju, kaže profesorka Jennifer Lewis sa harvardskog Weiss instituta za bioinženjering. Bioprinting organa je upotreba tehnologije 3D štampanja za sastavljanje više tipova ćelija, faktora rasta i biomaterijala na način sloj po sloj kako bi se stvorili umjetni organi koji savršeno oponašaju prirodne organe, navodi se u studiji. Ova regenerativna medicina je u fazi istraživanja i razvoja, a pokretačka snaga iza nje je "prava ljudska potreba".
Desperate waiting
Oko milion ljudi širom svijeta trebaju bubrezi. Dođu do završnog stadijuma zatajenja bubrega i moraju se podvrgnuti dijalizi. Dijaliza predstavlja veliki teret za organizam, a sa svakom godinom rizik od smrti pacijenata značajno raste. Dakle, želja da se uhvati u koštac sa velikim izazovom 3D štampanja orgulja je zaista velika.
Magic ink
Kako bi započeli proces bioštampanja organa, doktori obično započinju s vlastitim ćelijama pacijenta. Oni izvode biopsiju organa malom iglom ili izvode minimalno invazivnu operaciju kako bi uklonili mali komad tkiva "manje od polovine veličine poštanske marke". Koristeći ovo uklonjeno tkivo, ćelije se mogu rastaviti i uzgajati in vitro.
Uzgoj se odvija u sterilnim inkubatorima ili bioreaktorima, posudama od nehrđajućeg čelika pod pritiskom koje pomažu stanicama da dobiju dovoljno hranjivih tvari. Doktori ih hrane hranjivim materijama (srednje) svaka 24 sata jer ćelije imaju svoj metabolizam. Različiti tipovi ćelija zahtevaju različite hranljive materije. Zatim ga pomiješamo sa gelom, koji je poput ljepila. Svaki organ u vašem tijelu je napravljen od ćelija i ljepila koji ih drži zajedno.
Ljepilo je nadimak za bio-mastilo, mješavinu živih stanica za štampanje, molekula bogatih vodom zvanih hidrogelovi, medijuma za kulturu i faktora rasta koji pomažu ćelijama da nastave da se razmnožavaju i diferenciraju. Hidrogel oponaša tjelesni ekstracelularni matriks – sadrži tvari kao što su proteini, kolagen i hijaluronska kiselina.
Često korišteni biomaterijali moraju biti netoksični, biorazgradivi i biokompatibilni kako bi se izbjegle štetne imunološke reakcije. Kolagen i želatin su dva najčešće korišćena biomaterijala pri bioštampanju tkiva ili organa.
Svedočite trenutku čuda
Doktori stavljaju svako bio-mastilo -- vrstu mastila u zavisnosti od toga koliko tipova ćelija žele da odštampaju -- u kertridž za štampanje, "ekstrudirajući bio-mastilo kroz glavu štampača i mlaznicu, izgrađujući materijal sloj po sloj."
Nakon što se bioprintirani organ implantira u pacijenta, on će se prirodno degradirati tokom vremena, ljepilo će se otopiti, a stanica će osjetiti da se 'most' ruši; ćelija će osetiti da njena osnova više nije čvrsta. Tako će ćelije napraviti svoje mostove i napraviti svoja ljepila u vašem tijelu.