Uus läbimurre 3D bioprinting, esimese 3D trükitud südame sündi

Hiljuti kasutasid Iisraeli Tel Avivi Ülikooli teadlased inimkuded, et luua maailma esimene 3D trükitud süda, andes uut lootust kaugelearenenud südamepuudulikkusega patsientidele, kes peavad oma elu jätkama.

Alates esimesest edukast neeru- ja südame siirdamise operatsioonist 1960. aastate jooksul on elundite siirdamise kliiniline tehnoloogia paranenud iga päevaga ning operatsiooni edukus on kasvanud. Paljudes riikides varieerub aga väga palju organite kelnerite ja doonorite arvu. Isegi kui teil on õnn oodata õiget organit ja edukalt siirdada, tekitab postoperatiivne hülgamine endiselt patsiendi elu. Aastate jooksul on elundite täielik replikatsioon muutunud meditsiinitöötaja unistuseks.

2010. aastal kasutas maailma esimene bioprinter kultiveeritud inimrakke, et luua esimesed veresooned, muutes inimorganite 3D trükkimise võimalikuks. 2013. aastal lõpetas kardioloog esimese 3D trükitud “südame”, mis ei näi mitte ainult patsiendi süda, vaid ka lööki. Kuid seda plastikust valmistatud südamet saab kasutada ainult kirurgiliste protseduuride uurimiseks. Pigem on see lihtsalt "südamemudel".

Hiljuti trükitud 3D-südamel ei ole ainult rakke, vatsakesi ja aatriumi, vaid ka ristuvad ristuvad veresooned. Selles trükis kasutatav "tint" on saadud patsiendist ekstraheeritud rasvkoest. Nende hulgas muutuvad isoleeritud rakud pluripotentsete tüvirakkude redigeerituks ja seejärel eristuvad südame-rakkudeks, mis moodustavad veresoonte moodustavate südame ja endoteelirakkude südame. Isoleeritud mitte-rakuline komponent muundatakse „isikustatud geeliks”, mis toimib „tsementina”, mis ehitab maja, fikseerib raku asukoha ja toimib rakuvälise maatriksina, et edendada nende „väikeste telliste” kasvu. Luua ühendus ja lõpuks korraldada see funktsionaalseks organiks. Kuna trükitud "tooraine" pärineb patsiendilt, siis pole vaja muretseda tagasilükkamise esinemise pärast.

Kuid sellel 3D-südamel on praegu ainult kokkutõmbumisfunktsioon ja teadlased peavad täiendama kultuuri, "õpetades" südamerakke, et töötada koos pumbamisfunktsiooni saavutamiseks ja seejärel läbi viia loomade siirdamise katseid. Vahemaa on tõepoolest rakendatud inimese südame siirdamiseks ja rohkem tööd tuleb teha. Lisaks kardiomüotsüütidele ja veresoonetele hõlmab süda ka fibroblaste, närvirakke, rasva jne. Erinevate rakkude kasvukeskkonna ühitamiseks tuleb veel uurida. Lisaks ei ole südame skaneerimise tehnoloogia ja printerite piiratud eraldusvõime tõttu võimalik kõiki südame veresooni välja trükkida.

Elundite siirdamine hõlmab mitte ainult südant, vaid ka maksa ja neerusid. Teadlased püüdsid organite trükkimisel "kõige raskemaid luud" purustada.

Meditsiinilistest mudelitest, mida kasutati enne operatsiooni analüüsides inimkehasse implanteeritud titaanisulamitest, alates lihtsast organisatsioonist kuni funktsionaalselt keerulistesse organitesse jätkavad teadlased uusi läbimurdeid bioprintimise valdkonnas ja toovad patsientidele uut lootust.