Hvad hvis læger kunne printe en nyre fra en patients celler uden at skulle finde et matchende donororgan og bekymre sig om at blive afvist af patientens krop?
Ved hjælp af 3D-bioprintning kunne dette realiseres så snart som et årti, siger professor Jennifer Lewis fra Harvards Weiss Institute for Bioengineering. Organbioprint er brugen af 3D-printteknologi til at samle flere celletyper, vækstfaktorer og biomaterialer på en lag-for-lag måde for at skabe kunstige organer, der perfekt efterligner naturlige organer, ifølge undersøgelsen. Denne regenerative medicin er i forsknings- og udviklingsstadiet, og drivkraften bag den er "det virkelige menneskelige behov".
Desperat ventetid
Omkring 1 million mennesker verden over har brug for nyrer. De når nyresvigt i slutstadiet og skal gennemgå dialyse. Dialyse påfører kroppen en stor belastning, og for hvert år, der går, stiger risikoen for patienters død markant. Så lysten til at tackle den store udfordring med orgel-3D-print er virkelig stor.
Magisk blæk
For at starte processen med at bioprinte organer, starter læger normalt med patientens egne celler. De udfører en lille nålebiopsi af et organ eller udfører minimalt invasiv kirurgi for at fjerne et lille stykke væv "mindre end halvdelen af størrelsen af et frimærke." Ved at bruge dette væv fjernet, kan cellerne skilles ad og dyrkes in vitro.
Dyrkning foregår i sterile inkubatorer eller bioreaktorer, trykbeholdere af rustfrit stål, der hjælper celler med at få nok næringsstoffer. Læger fodrer dem med næringsstoffer (medium) hver 24 timer, fordi celler har deres eget stofskifte. Forskellige celletyper kræver forskellige næringsstoffer. Så blander vi det med gelen, som er som lim. Hvert organ i din krop er lavet af celler og den lim, der holder dem sammen.
Lim er kaldenavnet for bio-blæk, en udskrivbar blanding af levende celler, vandrige molekyler kaldet hydrogeler, kulturmedium og vækstfaktorer, der hjælper celler med at fortsætte med at proliferere og differentiere. Hydrogelen efterligner kroppens ekstracellulære matrix - den indeholder stoffer som proteiner, kollagen og hyaluronsyre.
Almindeligt anvendte biomaterialer skal være ikke-toksiske, bionedbrydelige og biokompatible for at undgå negative immunresponser. Kollagen og gelatine er de to mest almindeligt anvendte biomaterialer, når man bioprinter væv eller organer.
Vær vidne til miraklets øjeblik
Læger sætter hver bio-blæk -- den type blæk, afhængigt af hvor mange celletyper de vil udskrive -- i en printerpatron, "ekstruderer bio-blækket gennem et printhoved og en dyse og opbygger materiale lag for lag."
Efter at det bioprintede organ er implanteret i patienten, vil det naturligt nedbrydes over tid, limen vil opløses, og cellen vil føle, at 'broen' er ved at kollapse; cellen vil føle, at dens fundament ikke længere er solidt. Så cellerne vil lave deres egne broer og lave deres egne lime i din krop.