3D-Trükkimine Eesmärk On Pakkuda Organitele Nõudlust

{h1}

Labad, luud ja muud kehaosad on laboris 3d-printeritest välja tulnud. Vaadake, milliseid elundeid saab 3d-trüki abil luua ja mis on valmis peamiseks ajaks.

Survamad patsiendid võivad ükshaaval saada omaenda rakkudest valmistatud 3D-trükitud oreli, mitte oodata pikkade loendite esitamist elundisiirdamise lühikese pakkumise kohta. Selline futuristlik unistus pole reaalsusest kaugel, kuid ülikoolide laborid ja eraettevõtted on juba teinud esimesi ettevaatlikke samme, kasutades 3D-trükitehnoloogiat, et ehitada väikeseid elundeid.

Regeneratiivne meditsiin on juba implanteerinud laboratooriumis kasvatatud nahka, hingetorusid ja põiteid patsientidele - kehaosad, mis kasvatatakse aeglaselt, kasutades kunstlike karkasside ja elusate inimrakkude kombinatsiooni. Võrdluseks pakub 3D-trükkimise tehnoloogia nii suuremat kiirust kui ka arvutipõhist täpsust elusate rakkude kihi kihtide printimiseks kihi abil, et muuta naha asendus, kehaosad ja ehk lõpuks ka elundid nagu südamed, maks ja neerud.

"Inimestel kasutatavad biopreentrükised ei toimu varsti," ütles Tony Atala, Winston-Salemi regeneratiivse meditsiini instituudi Wake'i metsanduse instituudi direktor, NC "Kuid kudede puhul, mille oleme juba implanteerinud patsientidelt - meie loodud struktuurid käsitsi - nüüd läheme nende kudede juurde tagasi ja ütleme: "Me teame, et suudame paremini 3D-trükkimisega paremaks teha." "[7 Meditsiinilise 3D-trükkimise lahedad kasutusvõimalused]

Nahast südamest

Atala ütles, et 3D-trükkimisega seotud elundite raskus on ligikaudu nelja raskusastmega. Lamedad struktuurid, millel on enamasti üks tüüpi rakk, näiteks inimese nahk, kujutavad endast lihtsamaid elundeid. Teiseks, suurema väljakutsega tekivad kaks peamist rakutüüpi, nagu veresooned, torustiku struktuurid.

Hyun-Wook Kang jälgib 3D-printerit, mida kasutatakse miniatuursete elundite printimiseks

Hyun-Wook Kang jälgib 3D-printerit, mida kasutatakse kiibil oleva keha kitsarõngaste printimiseks.

Krediit: WIFM.

Kolmanda taseme keerukus tekib õõnsetes elundites nagu mao või kusepõie, millest igaühel on keerulisemad funktsioonid ja koostoimed teiste elunditega. Neljandaks keerukuse tasemeks on ka elundid nagu süda, maks ja neerud - pioneeride bioptrintide lõppeesmärk.

"Biopreenistamisel läheneme sellele samamoodi nagu teiste elunditega," sõnas Atala WordsSideKick.com'ile. "Me läheme pärast lamedaid struktuure kõigepealt nagu nahk, toruja struktuurid nagu veresooned järgmine, ja siis õõnsad, nontubular elundid nagu põied."

Regeneratiivne meditsiin on juba tõestanud, et ta suudab implanteerida kolme esimese kolme tüüpi elundite laboratoorseid versioone patsientidele. Atala ja teised teadlased loodavad, et 3D trüki efektiivsus võib laiendada selliste elundite tootmist laialdaseks kasutamiseks ning aidata kaasa südamed, maksad ja neerud, mis sobivad patsientide implanteerimiseks.

Kuidas orelit printida

Atala rühmitus on varem ehitanud laboratoorsed elundid, luues soovitud elundi kujul tehislikud karkassid ja asetades karkassi elavate rakkudega. Nad kasutasid seda meetodit, et kasvada kunstlikke põiteid, mis esimesena implanteeriti patsiendid 1999. aastal, kuid viimasel kümnendil kulutasid 3D-printerid, mis võisid samal ajal printida nii kunstlikku karkassi kui ka elusrakke - protsessi, mis hõlmab vedelat liimi, mis raskendab kummeeritud kommide järjepidevus kuivatades.

Teised laborid arvavad, et nad suudavad mööda kunstlikke tellinguid, rakendades elusrakkude tendentsi ise korraldada. See väldib väljakutse valida tellingimaterjali, mis võib lõpuks lahustuda, mõjutamata elusrakke, kuid jätab elusrakkude esialgse struktuuri õrna positsiooni ilma tugikonstruktsioonita.

"Kui teete seda, mida teeme, paigutades rakud õigesse kohta, siis ei alusta midagi struktuurilist, et hoida asju üles," ütles San Diego käivitusettevõtte Organovo esimees ja tegevjuht Keith Murphy. "Meie ülesandeks on struktuuri tugevus ja terviklikkus."

Organovo teadlased on eksperimenteerinud väikeste maksa viilude rajamisega, luues esmalt vajalike rakkudega "ehitusplokid". Ettevõtte 3D-printerid võivad seejärel asetada kihtidest koosnevad ehitusplokkid, mis võimaldavad elusrakkude kasvamist koos.

Murphy sõnul saab elundi valmistamine, mille keha ei lükka, patsiendi rasva või luuüdi poolt võetud tüvirakud. Tema firma töötas Stuart Williamsiga, Louisville'i kardiovaskulaarse innovatsiooni instituudi juhtivteadur ja teadusdirektor, rasvade tüvirakkude eraldamiseks.

Väikseimad väljakutsed

Võimalus täispika funktsionaalsete organite printimiseks sõltub sellest, kuidas 3D-trükitud elundeid seemneda nii suured kui ka väikesed veresooned, mis suudavad toitainetega rikka vere, et elus koed tervena hoida. Siiani pole ühtegi laborit õnnestunud 3D-trükkides elundeid veresoonte võrguga, mis on nende säilitamiseks vajalik. [Fotod: trükitud väikesed organid keha kohta kiibil]

Organovo on hakanud selle eesmärgi poole püüdlema, katsetades 3D-trüki veresooni laiusega 1 millimeetrit või rohkem. Ettevõte on ka ehitanud kudesid, mis sisaldavad pisikesi veresooni umbes 50 mikronit või väiksemat (1 millimeeter on võrdne 1000 mikromeetriga) - piisav, et säilitada millimeetrit paksu elundi tükk.

Isegi parimad 3D-printerid jäävad piiratuks, kui töötate kõige väiksemate veresoonte ja elundite loomise skaalal. Kuid Williams, südame-veresoonkonna uuendusinstituudi juht 3D-trükitud südame loomise eest, leppis Organovoga kokku, et lahendus hõlmab elusrakkude isereguleerimise tendentside rakendamist.

Williams ütles, et me printida asju kümnete mikronide järjestuses või rohkem kui sadu mikroni ja seejärel läbivad rakud oma bioloogilise arengu vastuse, et korrektselt ise organiseerida. "Trükkimine läheb meid ainult osaliselt."

Peale elundi implantaate

Praegu loodavad bioptrintide pioneerid kasutama isegi väikseid 3D-trükitud elundeid. Atala lab sai hiljuti USA kaitseministeeriumi rahastamiseks koostööprojekti, mille eesmärgiks oli trükkida tillukesi südant, maksa ja neere, et moodustada ühendatud "keha kiibil" - ideaalne võimalike ravimite testimiseks ja haiguste või keemiliste sõjategevuste mõju kohta inimesele keha

Organovo on juba alustanud 3D-trükitud maksumudelite väljatöötamist ravimite ohutuse ja efektiivsuse testimiseks. Käivitusettevõte loob vähiravimite testimiseks ka eluskoe mudelite vähi versioone.

Murphy sõnul võib bioprintimisjärgne revolutsioon lõpuks hakata pakkuma "kudedele nõudlust" järgmise 10 või 15 aasta jooksul. See ei pruugi täita elundi implantatsiooni unenägude kõige metsikumaid, kuid paljudele patsientidele võib see osutuda piisavalt muutuvaks.

"Näete südamelihase plaastrit, vereülekannet või närvisiirdet, et nurka tekitada tühimik," ütles Murphy.

Saate jälgida Jeremy Hsu vidistama @ jeremyhsu. Järgne meile @wordssidekick, Facebook & Google+. Originaal artikkel on WordsSideKick.com.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com