Jeśli komuś wydawało się, że przyszłość druku 3D w medycynie to głównie tytanowe implanty czaszki, to chyba przespał ostatnie kilka lat. Prawdziwa gra toczy się o to, by skłonić organizm do samodzielnej naprawy. A najnowsze narzędzie w tej biotechnologicznej sztuczce pochodzi, co może być zaskoczeniem, z owoców. Naukowcy z Georgetown University pracują nad nowym rodzajem przeszczepu kości, który ma działać bardziej jak prawdziwa ludzka tkanka, a nie jak obcy kawałek metalu.
Przeszczepy kości to codzienność w chirurgii urazowej, onkologicznej czy stomatologicznej. Obecnie lekarze mają trzy główne opcje, a żadna nie jest idealna. Mogą pobrać fragment kości od samego pacjenta, co wiąże się z dodatkowym bólem i komplikacjami. Mogą użyć kości od dawcy, ryzykując odrzucenie lub przeniesienie chorób. Ostatnią deską ratunku są implanty syntetyczne, najczęściej metalowe. Te jednak nie zachowują się jak żywa tkanka. Są sztywniejsze, inaczej przenoszą naprężenia i, co najważniejsze, nie wspierają aktywnie wzrostu nowej kości. Są po prostu twardym, biernym wypełniaczem.
Źródło: Georgetown University
Zespół z Georgetown, kierowany przez Stellę Alimperti, próbuje rozwiązać te problemy, tworząc przeszczepy, które naśladują naturę. Ich metoda wykorzystuje pektynę, naturalną substancję występującą w owocach, połączoną z minerałami podobnymi do tych w naszych kościach. Za pomocą druku 3D formują z tego materiału struktury z małymi porami, przypominające gąbczastą budowę wewnętrzną prawdziwej kości. Nie chodzi o to, by stworzyć stały zamiennik, ale rodzaj rusztowania, które poprowadzi organizm przez proces regeneracji.
„Chcemy tworzyć nową tkankę kostną bez skomplikowanych operacji i bez użycia metalu” mówi Alimperti. Cel jest ambitny: dać ciału narzędzia, by samo się wyleczyło. Do tworzenia tych delikatnych struktur zespół używa biodrukarki 3D-Bioplotter. Dla entuzjastów technologii to ciekawy sprzęt, którego historia sięga niemieckiej firmy EnvisionTEC, później przejętej przez Desktop Metal i rozwijanej pod marką Desktop Health, aż do niedawnego bankructwa firmy matki. Urządzenie to specjalizuje się w precyzyjnym wytłaczaniu miękkich materiałów, żeli i struktur opartych na komórkach, co czyni je idealnym do inżynierii tkankowej.
Źródło: Georgetown University
Teraz czas na kubeł zimnej wody. Zanim ktokolwiek zacznie planować leczenie złamanej nogi za pomocą jabłek, trzeba podkreślić: to wciąż etap badań. Technologia jest obiecująca, ale nie trafi do szpitali w przyszłym tygodniu. Zespół Alimperti pracuje obecnie nad zwiększeniem trwałości i żywotności implantów na bazie pektyny. Potem czeka ich długa droga testów laboratoryjnych, badań na zwierzętach i wreszcie, jeśli wszystko pójdzie dobrze, prób klinicznych na ludziach. Cały proces może potrwać lata.
Prace te wpisują się w szerszy trend w medycynie. Drukowane 3D implanty, na przykład tytanowe dopasowane do anatomii pacjenta, już dziś ratują życie. Jednak podejście regeneracyjne, wykorzystujące naturalne materiały, to kolejny krok. Zamiast brutalnie wstawiać w ciało obcy element, naukowcy uczą się, jak subtelnie podpowiadać komórkom, co mają robić.
Choć więc na razie nie wydrukujemy sobie nowej kości udowej na domowej drukarce, badania z Georgetown pokazują fascynujący kierunek. Zamiast skręcać nasze szkielety metalowymi śrubami, być może pewnego dnia nauczymy się przekonywać je do samodzielnej, perfekcyjnej odbudowy. Podejście to wydaje się znacznie skuteczniejsze w kontekście inżynierii tkankowej.
Źródło: Georgetown University
