Tak wygląda pierwsze na świecie, drukowane 3D serce!

Pisząc teksty dotycząc biodruku 3D zakładaliśmy, że droga od funkcjonalnych, pracujących organów jest jeszcze długa, a czas do stworzenia pierwszego tego typu wydruku 3D można liczyć w latach. Jednak przedwczoraj, za sprawą zespołu naukowców z Izraela kolejna bariera została pokonana – udało im się bowiem wydrukować 3D serce z siecią naczyń krwionośnych, zdolne do skurczu!

Co prawda, rozmiar serca z biodrukarki 3D odbiega od standardowych wymiarów tego organu dorosłego człowieka (wydruk ma rozmiar serca królika) jednak jego budowa anatomiczna jak i funkcje biochemiczne zostały zachowane. Prof. Tal Dvir, szef zespołu naukowców mówi, że jest to pierwszy taki przypadek, gdy udało się z powodzeniem zaprojektować i wydrukować 3D unaczynione serce z żywych komórek.

Do jego stworzenia wykorzystane zostały komórki pacjenta, pobrane w trakcie zabiegu biopsji, które posłużyły do stworzenia biotuszu zawierającego pluripotencjalne komórki macierzyste. Ich cechą charakterystyczną jest możliwość różnicowania się na dowolny typ komórek – w tym przypadku w pożądanym typem były m.in. komórki mięśnia sercowego oraz nabłonka.

Naukowcy zaczęli od druku 3D płaskich fragmentów tkanki, przechodząc następnie do druku przestrzennego właściwego modelu serca – proces druku 3D w matrycy hydrożelowej, pełniącą rolę materiału podporowego, umożliwił zachowanie założonych właściwości anatomicznych organu. Cały proces tworzenia organu trwał ok. 3 godziny, następnie serce zostało umieszczone w tzw. „bioreaktorze”, tak aby utrzymać komórki przy życiu i pozwalać im na prawidłowy wzrost.

W przypadku tworzenia organów z komórek macierzystych konkretnego pacjenta redukuje się zagrożenie odrzucenia narządu przez organizm biorcy, ze względu na identyczne właściwości biochemiczne. Naukowcy patrzą bardzo optymistycznie na rozwój technologii biodruku 3D – wierzą, że w ciągu najbliższych dziesięciu lat biodrukarki 3D będą stanowić wyposażenie wielu szpitali na całym świecie. Szczegóły projektu wraz z wynikami przeprowadzonych badań dostępne są w publikacji naukowej „3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts”.

To ogromny krok na przód w dziedzinie biodruku 3D, jednak jak mówią naukowcy to dopiero początek ich drogi. Kolejne prace będą dotyczyły nad rozwiązaniem problemu związanego z nadaniem odpowiedniego tempa skurczu komórek oraz druku 3D najmniejszych naczyń krwionośnych. W perspektywie dwóch kolejnych lat planowane są badania na zwierzętach.

To, co wcześniej zostało osiągnięte w dziedzinie biodruku 3D z zakresu rozwiązań kardiologicznych to m.in. opracowanie organ-on-the-chip, który symulował warunki panujące w ludzkim organizmie czy postępy w druku 3D naczyń krwionośnych. Kilka miesięcy temu rozwiązanie dedykowane wytwarzaniu przyrostowemu mikroskopijnych naczyń krwionośnych przedstawił szwedzki CELLINK, zapowiadając nowe urządzenie  – HOLOGRAPH X.

Źródło: jpost.com, 3dprintingindustry.com