Naukowcy z Worcester Polytechnic Institute (WPI) opracowali nowatorskie biodrukowane rusztowania naczyniowe, które mogą zrewolucjonizować operacje pomostowania aortalno-wieńcowego. Zespół pod kierownictwem profesora Yonghui Dinga stworzył technologię pozwalającą na regenerację, a nie tylko zastępowanie uszkodzonych naczyń krwionośnych. Współczesna kardiologia stoi przed ogromnym wyzwaniem związanym z leczeniem chorób serca, dlatego takie innowacje są niezwykle potrzebne.
Nowoczesna metoda wytwarzania struktur naczyniowych przy użyciu technologii MµCLIP
Kluczem do sukcesu okazał się autorski proces druku 3D o nazwie MµCLIP. Wykorzystuje on specjalnie zbudowaną drukarkę, która nanosi kolejne warstwy płynnego polimeru na płaską powierzchnię. Ponadto urządzenie stosuje światło ultrafioletowe do precyzyjnego rzutowania wzorów na formującą się strukturę. W związku z tym powstaje elastyczna rurka o mikroskopijnej teksturze, która jest w pełni biodegradowalna. Naukowcy wykorzystali polimer na bazie cytrynianu, co zapewnia pełne bezpieczeństwo dla organizmu pacjenta. Ponadto proces ten jest niezwykle szybki w porównaniu do tradycyjnych metod wytwarzania biomateriałów.
Ilustracja rusztowania naczyń krwionośnych wydrukowanego w technologii 3D. Źródło: https://www.wpi.edu/news/3d-printed-scaffolds-new-blood-vessels
Mikroskopijne kanały kierują wzrostem komórek mięśniowych i śródbłonka
Najważniejszym elementem nowych implantów są specjalne żłobienia i kanały widoczne jedynie pod mikroskopem. Tworzą one naturalne ścieżki, po których mogą swobodnie przemieszczać się komórki śródbłonka oraz mięśni gładkich. Dzięki temu komórki te ustawiają się w odpowiedni sposób, co jest niezbędne do odtworzenia funkcjonalnej tkanki. Badania wykazały, że biodrukowane rusztowania naczyniowe o teksturowanej powierzchni znacznie lepiej wspierają migrację komórek niż materiały o gładkich ściankach. Dlatego technologia ta daje ogromną nadzieję na znaczną poprawę wyników leczenia u osób wymagających bypassów.
Perspektywy zastosowania druku 3D w medycynie regeneracyjnej
Prace profesora Dinga koncentrują się na tworzeniu biomateriałów, które tymczasowo wspierają wzrost tkanki przed ich całkowitym rozpuszczeniem. Takie podejście pozwala na odbudowę zdrowych i w pełni funkcjonalnych naczyń krwionośnych bezpośrednio wewnątrz ciała pacjenta. Dodatkowo badania te są efektem owocnej współpracy między WPI a Northwestern University, co podkreśla ich interdyscyplinarny charakter. Warto zauważyć, że rozwój technologii addytywnych w medycynie może wkrótce zminimalizować ryzyko powikłań po tradycyjnych zabiegach kardiochirurgicznych.
Źródło: https://www.wpi.edu/news/3d-printed-scaffolds-new-blood-vessels
