Jauns izrāviens 3D bioprinting, pirmās 3D drukātas sirds dzimšana

Nesen Telavivas Universitātes pētnieki Izraēlā izmantoja cilvēka audus, lai radītu pasaulē pirmo 3D drukāto sirdi, radot jaunu cerību pacientiem ar progresējošu sirds mazspēju, kuriem nepieciešams „mainīt sirdi”, lai turpinātu savu dzīvi.

Kopš pirmās veiksmīgās nieru un sirds transplantācijas operācijas ap 60. gadiem orgānu transplantācijas klīniskā tehnoloģija ir uzlabojusies katru dienu, un operācijas panākumu līmenis ir palielinājies. Tomēr daudzās valstīs orgānu viesmīļu un donoru skaits ir ļoti atšķirīgs. Pat ja jums ir paveicies gaidīt pareizo orgānu un veiksmīgi transplantēt, pēcoperācijas atgrūšana joprojām apdraudēs pacienta dzīvi. Gadu gaitā pilnīga orgānu "replikācija" ir kļuvusi par medicīnas profesijas sapni.

2010. gadā pasaulē pirmais bioprinteris izmantoja kultivētās cilvēka šūnas, lai izveidotu pirmos asinsvadus, padarot iespējamu cilvēka orgānu 3D drukāšanu. 2013. gadā kardiologs pabeidza pirmo 3D drukāto „sirdi”, kas ne tikai izskatās kā pacienta sirds, bet arī pārspēj. Tomēr šo "sirdi", kas izgatavota no plastmasas, var izmantot tikai ķirurģisko procedūru izpētei. Drīzāk tas ir tikai „sirds modelis”.

Nesen izdrukātajai 3D sirdij ir ne tikai šūnas, kambari un atrium, bet arī krustojoši asinsvadi. Šajā drukā izmantotā "tinte" ir iegūta no taukaudiem, kas iegūti no pacienta. Starp tām izolētās šūnas kļūst par pluripotentām cilmes šūnām un pēc tam diferencējas kardiomiocītos, kas veido sirds un endotēlija šūnu, kas veido asinsvadus, sirdi. Izolētais ne-šūnu komponents tiek pārveidots par „personalizētu gēlu”, kas darbojas kā „cementa”, kas veido māju, nostiprina šūnas atrašanās vietu un darbojas kā ekstracelulārā matrica, lai veicinātu šo “mazo ķieģeļu” augšanu. Izveidot savienojumu un galu galā reorganizēties par funkcionālu orgānu. Tā kā iespiestā "izejviela" nāk no paša pacienta, nav jāuztraucas par noraidījumu.

Tomēr šai 3D sirdij šobrīd ir tikai kontrakcijas funkcija, un pētniekiem ir jāturpina kultūra, "mācot" sirds šūnas, lai strādātu kopā, lai sasniegtu sūknēšanas funkciju, un pēc tam veikt eksperimentus ar dzīvniekiem. Attālums patiešām tiek piemērots cilvēka sirds transplantācijai, un ir jādara vairāk darba. Papildus kardiomiocītiem un asinsvadiem sirds ietver arī fibroblastus, nervu šūnas, taukus uc Kā vēl ir jāizpēta dažādu šūnu augšanas vides saskaņošana. Turklāt sirds skenēšanas tehnoloģiju un printeru ierobežotās izšķirtspējas dēļ pašlaik nav iespējams izdrukāt visus sirds asinsvadus.

Orgānu transplantācija ietver ne tikai sirdi, bet arī aknas un nieres. Pētnieki mēģināja "sagraut visgrūtākos kaulus" orgānu drukāšanā.

No medicīniskajiem modeļiem, ko izmanto pirmsoperācijas analīzē ar cilvēka ķermenī implantētajiem titāna sakausējuma kauliem, no vienkāršas organizācijas līdz funkcionāli sarežģītiem orgāniem, pētnieki turpina veikt jaunus sasniegumus bioprinting jomā un radīt jaunas cerības pacientiem.