Kaj če bi lahko zdravniki natisnili ledvico iz pacientovih celic, ne da bi morali najti ujemajoč se organ darovalca in skrbeti, da jih bo pacientovo telo zavrnilo?
S pomočjo 3D biotiskanja bi to lahko uresničili že v desetletju, pravi profesorica Jennifer Lewis s harvardskega inštituta Weiss za bioinženiring. Biotiskanje organov je uporaba tehnologije 3D tiskanja za sestavljanje več vrst celic, rastnih faktorjev in biomaterialov po plasteh za ustvarjanje umetnih organov, ki v skladu s študijo popolnoma posnemajo naravne organe. Ta regenerativna medicina je v fazi raziskav in razvoja, gonilna sila zanjo pa so "resnične človeške potrebe".
Dobupano čakanje
Približno 1 milijon ljudi po vsem svetu potrebuje ledvice. Dosežejo končno odpoved ledvic in morajo na dializo. Dializa predstavlja veliko obremenitev za telo in z vsakim letom se tveganje smrti bolnikov znatno poveča. Zato je želja po spopadanju z velikim izzivom 3D-tiskanja organov res velika.
MAgic črnilo
Za začetek postopka biotiskanja organov zdravniki običajno začnejo s pacientovimi lastnimi celicami. Opravijo biopsijo organa z majhno iglo ali izvedejo minimalno invazivno operacijo, s katero odstranijo majhen košček tkiva, »manj kot polovico velikosti poštne znamke«. Z odstranjenim tkivom je mogoče celice razstaviti in gojiti in vitro.
Gojenje poteka v sterilnih inkubatorjih ali bioreaktorjih, posodah iz nerjavečega jekla pod pritiskom, ki pomagajo celicam dobiti dovolj hranil. Zdravniki jih vsakih 24 ur hranijo s hranili (mediji), ker imajo celice svoj metabolizem. Različne vrste celic potrebujejo različna hranila. Nato ga zmešamo z gelom, ki je kot lepilo. Vsak organ v telesu je sestavljen iz celic in lepila, ki jih drži skupaj.
Lepilo je vzdevek za bio-črnilo, natisljivo mešanico živih celic, z vodo bogatih molekul, imenovanih hidrogeli, gojišča in rastnih faktorjev, ki celicam pomagajo pri nadaljnjem razmnoževanju in diferenciaciji. Hidrogel posnema zunajcelični matriks telesa – vsebuje snovi, kot so beljakovine, kolagen in hialuronska kislina.
Običajno uporabljeni biomateriali morajo biti netoksični, biološko razgradljivi in biokompatibilni, da se izognemo neželenim imunskim odzivom. Kolagen in želatina sta dva najpogosteje uporabljena biomateriala pri biotisku tkiv ali organov.
Bodite priča trenutku čudeža
Zdravniki dajo vsako biološko črnilo -- vrsto črnila glede na to, koliko tipov celic želijo natisniti -- v tiskalno kartušo, "iztisnejo biološko črnilo skozi tiskalno glavo in šobo, s čimer ustvarijo material plast za plastjo."
Po vsaditvi biotiskanega organa v pacienta se bo sčasoma naravno razgradil, lepilo se bo raztopilo in celica bo čutila, da se 'most' ruši; celica bo čutila, da njeni temelji niso več trdni. Tako bodo celice naredile lastne mostove in naredile lastna lepila v vašem telesu.