Es besteht die Meinung, dass diese Technologie es in naher Zukunft ermöglichen wird, Spenderorgane loszuwerden, indem sie vollständig durch "gedruckte" ersetzt werden. Erst heute gibt es ein signifikantes Problem beim 3D-Druck von Organen. Und es liegt in der Drucktechnologie selbst. Und dieses Problem konnte eine Gruppe von Wissenschaftlern aus der Schweiz vor nicht allzu langer Zeit lösen.
Wie drucken Organe?
Um zu verstehen, wie schwierig es ist, Organe zu drucken, schauen wir uns an, wie diese Technologie funktioniert. Wenn Sie nicht auf technische Details eingehen, wird die endgültige Form zum größten Teil während des 3D-Drucks (und es spielt keine Rolle, was Sie drucken - ein Kunststoffteil oder eine Orgel) durch Überlagern des Materials erstellt. Dies ermöglicht die Schaffung von Organen mit einer komplexen inneren Struktur. Der Hauptnachteil in diesem Fall ist jedoch die Zeit. Das Drucken einer Orgel erfordert unangemessen viel Zeit und Ressourcen.
Es gibt jedoch eine andere Methode - das volumetrische Bioprinting, mit dem gleichzeitig ein Organ über das gesamte Volumen gebildet werden kann. Das Verfahren besteht darin, dass eine spezielle "Mischung" von Zellen und Fixiermaterial abwechselnd von verschiedenen Seiten mit einem Laser mit unterschiedlicher Durchdringungskraft von einem speziellen Projektor gespeist wird, der nur einen bestimmten Teil des 3D-Modells "zeigt", der aus der "Sicht" dieses Projektors sichtbar ist. Das Gewebe härtet im Projektorstrahl aus. Dies geschieht so lange, bis das gesamte zukünftige Organ "hervorgehoben" ist.
Eine schematische Darstellung des Volumendrucks.
Ein Team von Wissenschaftlern des Labors für Angewandte Photonik (LAPD) in der Schweiz sagte, dass sie mit dieser Methode komplexe Gewebeformen in einem biokompatiblen Hydrogel mit Stammzellen erzeugen konnten. Darüber hinaus können aus diesen Geweben Organe mit einem entwickelten Kreislaufsystem gebildet werden. Das Erstaunlichste dabei ist jedoch, dass der Druckvorgang nur wenige Sekunden dauert. Durch den 3D-Druck können in kurzer Zeit neue funktionelle Organe entstehen.
Wissenschaftler haben bereits erfolgreich (und vor allem schnell) Gewebe der Herzklappe, des Meniskus, der Lungenarterie und des Femurs gedruckt. Darüber hinaus können gedruckte Gewebe und Organe verwendet werden, um miteinander verbundene Strukturen wie Leber und Gallenblase zu schaffen.
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Maus-Lungenarterienmodell, das unter Verwendung einer neuen volumetrischen Bioprinting-Methode erhalten wurde.
Jetzt zielen Wissenschaftler darauf ab, groß angelegte klinische Studien durchzuführen, und gleichzeitig kann ihre Technologie, wie die Autoren der Arbeit sagen, nicht nur die Bedürfnisse des Spenderdienstes befriedigen, sondern auch verschiedene Forschungslabors, die dringend lebendes Gewebe für Experimente benötigen. Dies kann den Bedarf an Labortieren verringern, der in den letzten Jahren sehr oft kritisiert wurde.
Vladimir Kuznetsov
