Testen belül 3D-ben nyomtat szövetet az ausztrál csodaeszköz

Ausztrál tudósok kifejlesztettek egy apró robotot, amely 3D-s bioanyagokat nyomtathat az emberi test belsejében, hogy azokkal helyreállítsa a sérült szerveket, szöveteket és ereket.

1627234333 Fotó: shutterstock

Az ausztrál kutatók szerint ez az eljárás forradalmasíthatja a gyógyítást. Jelenleg ugyanis a bioanyagokat a testen kívül állítják elő, majd helyezik be azokat az emberi szervezetbe, ami magas vérveszteséghez és fertőzésekhez vezethet.

Az ausztrál megoldás a bioanyagokat a testen belül állítaná elő.

– Jelenleg egyetlen kereskedelmi forgalomban kapható technológia sem képes közvetlen 3D nyomtatást végezni az emberi testen belül – idézte az euronews.com Thanh Nho Dót, az Új-Dél-Walesi Egyetem Orvosi Robotikai Laboratóriumának igazgatóját.

A mindössze 11-13 milliméter széles, puha anyagokból, például szilikon elasztomerből készült ausztrál robot elég kicsi ahhoz, hogy a szájba vagy a végbélnyílásba – akár egy endoszkópos eszköz – behelyezhető legyen, majd onnan eljusson a célpontjához.

Az F3DB névre keresztelt kísérleti eszköz szövetszerű struktúrákat nyomtat biotintával és élő sejtekkel, amelyek aztán természetes módon egyesülnek az emberi testtel.

Az F3DB-t eddig csak mesterséges vastagbélben tesztelték, illetve sertésvese felületére nyomtattak vele különféle formákat. Az egyetem orvosbiológiai mérnökei azt mondják, hogy a sejtek többsége életben maradt a nyomtatás után, és a következő héten tovább növekedett. Négyszer annyi sejtet figyeltek meg hét nappal a nyomtatás után.

Mire jó a 3D nyomtatás az orvostudományban? 

A bionyomtatás két nagyon fontos előnyt kínál: többfajta sejtet tud elhelyezni tetszőleges kombinációkban, mindezt ráadásul háromdimenziós struktúrákban, épp úgy, ahogy az élő szövetek és a szervek szerveződnek és funkcionálnak. Az egyik cél beültethető emberi szervek előállítása. A másik, már részben elért végpont – erről a Pécsi Tudományegyetem honlapján lehet olvasni – a szervek és azok betegségeinek modellezése, amely lehetőséget nyújt új gyógyszerek és kombinációik fejlesztésére, toxikológiai elemzésére.

Messze vagyunk az olyan bonyolultabb szervek teljes körű elkészítésétől, mint például a szív, de az már elképzelhető, hogy egy baleset során súlyosan sérülő csontot a vázszerkezet kialakítása után arra a megfelelő sejtek ültetésével pótolhatnak. (Egyes laboratóriumokban sikerült a fül- és a térdporc, illetve bőr előállítása.)

A Semmelweis Egyetemen található 3D bionyomtató struktúra élő sejtekkel dolgozó, 3D nyomtatásra alkalmas bionyomtatóval, szövettenyésztővel és állatházzal is rendelkezik. A daganatbiológiai alapkutatások mellett a gyógyszerek és a terápiák toxicitási tesztjeihez, valamint a személyre szabott terápia során is használható lehet. A jövőben a betegekből eltávolított tumorszövetekből nyomtatott struktúrákon akár gyógyszerek és a tervezett kezelések is tesztelhetők majd – olvasható a semelweis.hu-n.

A számítógép-vezérelt eszköz egyszerre többféle biotintával képes összetett, szövetszerű struktúrákat nyomtatni. A sejtek közötti mátrixanyag keresztkötésével stabilizálható a nyomtatott struktúra, így biztosítható az előre megtervezett forma megtartása (például érszerű hálózatok, kis szövetkorong, különböző sejtrétegek stb.). A kinyomtatott struktúrához tápfolyadékot adnak, majd néhány napig, esetleg pár hétig tartó tenyésztés után létrejönnek a valódi szövetekhez hasonló, sejt-sejt kapcsolatokat kialakító modellek.

Hogyan működik a 3D nyomtatás a testen belül? 

Az ausztrál mini 3D nyomtató háromtengelyes nyomtatófejjel rendelkezik, amely egy puha robotkar hegyén lévő hidraulika segítségével hajlítható és csavarható. Előre programozott formákat nyomtathat, vagy manuálisan is működtethető a berendezés.

Az apró robot endoszkópos eszközként is működhet, mivel a nyomtató fúvókája átalakítható, hogy szikeként működjön, vagy vízsugarat lövelljen ki. A szakemberek szikeként a rákos daganatok eltávolítására használhatják, majd a vízsugárral megtisztíthatják az elváltozást, mielőtt közvetlenül a sebbe nyomtatnának bioszövetet, hogy felgyorsítsák a gyógyulási folyamatot.

Borítókép: Nyomtatás 3D-ben. A testen belüli nyomtatás első lépéseit az ausztrálok tették meg. (Fotó: shutterstock)