Naujas proveržis 3D bioprinting, pirmosios 3D spausdintos širdies gimimas

Neseniai Tel Avivo universiteto mokslininkai Izraelyje naudojo žmogaus audinius, kad sukurtų pirmąją pasaulio trimatę spausdintą širdį, suteikdami naują viltį pacientams, sergantiems pažengusiu širdies nepakankamumu, kuriems reikia „keisti širdį“ ir tęsti savo gyvenimą.

Nuo pirmosios sėkmingos inkstų ir širdies persodinimo operacijos praėjus šeštajame dešimtmetyje, kasdien pagerėjo organų transplantacijos klinikinė technologija, o chirurgijos sėkmės rodiklis didėja. Tačiau daugelyje šalių organinių padavėjų ir donorų skaičius labai skiriasi. Net jei jums pasisekė laukti tinkamo organo ir sėkmingai persodinti, pooperacinis atmetimas vis dar kelia grėsmę paciento gyvybei. Per daugelį metų visiškas organų atkartojimas tapo medicinos profesijos svajonė.

2010 m. Pasaulyje pirmasis bioprinteris naudojo kultivuotas žmogaus ląsteles, kad sukurtų pirmuosius kraujagysles, todėl galėjo būti spausdinamas žmogaus organai. 2013 m. Kardiologas baigė pirmąją 3D spausdintą „širdį“, kuri ne tik atrodo kaip paciento širdis, bet ir beats. Tačiau ši „širdis“, pagaminta iš plastiko, gali būti naudojama tik chirurginėms procedūroms tirti. Greičiau tai tik „širdies modelis“.

Neseniai išspausdinta 3D širdis turi ne tik ląsteles, skilvelius ir atriją, bet ir kryžminius kraujagysles. Šiame spausdinime naudojamas „rašalas“ gaunamas iš riebalinio audinio, išgauto iš paciento. Tarp jų izoliuotos ląstelės tampa redaguojamomis pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis, o po to skiriasi į kardiomiocitus, kurie sudaro širdies ir endotelio ląstelių, sudarančių kraujagysles, širdį. Izoliuotas neelementinis komponentas transformuojamas į „individualizuotą gelį“, kuris veikia kaip „cementas“, kuris stato namą, nustato ląstelės vietą ir veikia kaip ekstraląstelinė matrica, skatinanti šių „mažų plytų“ augimą. Sukurkite ryšį ir galiausiai pertvarkykite į funkcinį organą. Kadangi spausdinta „žaliava“ gaunama iš paties paciento, nereikia nerimauti dėl atmetimo.

Tačiau ši 3D širdis šiuo metu turi tik susitraukimo funkciją, ir mokslininkai turi toliau kultūrizuoti, „mokyti“ širdies ląsteles, kad jie dirbtų kartu, kad pasiektų siurbimo funkciją, ir tada atlikti gyvūnų transplantacijos eksperimentus. Atstumas iš tikrųjų taikomas žmogaus širdies transplantacijai, todėl reikia daugiau dirbti. Be kardiomiocitų ir kraujagyslių, širdyje taip pat yra fibroblastų, nervų ląstelių, riebalų ir kt. Be to, dėl ribotos širdies nuskaitymo technologijos ir spausdintuvų rezoliucijos šiuo metu neįmanoma išspausdinti visų širdies kraujagyslių.

Organų transplantacija apima ne tik širdį, bet ir kepenis bei inkstus. Mokslininkai bandė „sudaužyti sunkiausius kaulus“ organų spaudoje.

Iš medicininių modelių, naudojamų prieš operaciją atliekant analitinį tyrimą su titano lydinio kaulais, implantuotais į žmogaus kūną, nuo paprasto organizavimo iki funkcionaliai sudėtingų organų, mokslininkai ir toliau atlieka naujus laimėjimus bioprintavimo srityje ir suteikia naujų vilčių pacientams.