Csontoktól a szemgolyókig – 3D-nyomtatással

A technológia fejlődésével a 3D-nyomtatás túlnőtt azon, hogy ipari prototípusok, illetve hasznavehetetlen kacatok printelésére használjuk. Ma már több olyan módszer is létezik, amelyek segítségével testrészeket vagy szerveket tudunk létrehozni - írta az nlcafe.hu.

A „hagyományos” 3D-nyomtatás lényege, hogy hőre keményedő műanyagot tud a nyomtatófej vékony rétegekben kinyomni, így hozza létre a különféle térbeli struktúrákat. Ez eddig rendben is lenne, de hogyan lehet ugyanezt a technológiát emberi testrészek vagy akár szervek létrehozására felhasználni?

A választ a bioprintingnek nevezett, korántsem új módszer adja meg: a kezdeti technikákat 20 évvel ezelőtt Anthony Atala és kutatócsoportja fejlesztette ki, akik a Boston Children’s Hospital laboratóriumában próbáltak meg először mesterségesen létrehozni olyan szöveteket, amelyeket a regeneratív orvoslás területén lehet alkalmazni. Ehhez a páciensektől vett sejt- és szövetmintákat tenyésztették ki, majd lassú és bonyolult folyamat során rétegezték egymásra. Ha sikerrel jártak, a sejtek lassan szaporodásnak indultak, amíg ki nem alakultak az olyan funkcionális szövetek, mint a bőr, a porcok vagy az erek. Ez a folyamat azonban túl lassú és komplikált volt, így Atala és csapata tovább folytatta a kutatást, immár a Wake Forest Institute for Regenerative Medicine berkein belül. Ekkor jött az ötlet, hogy hagyományos, tintasugaras nyomtatókat alakítsanak át, úgy, hogy azok sejteket tudjanak „kilövellni”.

Ez még viszonylag kezdetleges megoldásnak számított, azóta – szintén a Wake Forest kutatói – olyan integrált szövetnyomtató fejlesztésén dolgoznak, amely képes stabil, emberi szervezetben használható (magyarul nem sejtrétegenként összetákolt) szövetállományokat létrehozni, gyakorlatilag bármilyen formában. Természetesen biológiailag pontosnak kell lennie, ezért klinikai képalkotó eszközökkel készült fotókat és ezekhez kapcsolódó adatokat töltenek fel egy számítógépes modellbe, amely ennek alapján ki tudja számolni, hogy mennyi és milyen minőségű szövetre lesz szükség, például egy seb kezeléséhez. Az így készülő szövetekben a nyomtatók hajszálérhez hasonló csatornákat is kialakítanak, amelyeken keresztül tápanyagokkal lehet ellátni a sejteket, ezáltal fenntartva működésüket.

A módszer legnagyobb előnye, hogy viszonylag gyorsan és hatékonyan létre lehet vele hozni a szöveteket, akár komplexebb struktúrákat is. További részletek a teljes cikkben.