Biodrukowana przepona pomyślnie przechodzi pierwsze testy na zwierzętach

Japońscy naukowcy wykorzystali biodrukowany w 3D graft do uzupełnienia ubytku w przeponie szczura. Badania wykazały całkowitą integrację graftu z otaczającymi tkankami w ciągu kilku miesięcy. Zakończone spektakularnym sukcesem badania na szczurach powoli torują drogę do badań klinicznych.

W ciągu ostatnich kilku lat mielimy okazję zaobserwować dynamiczny rozwój biodruku 3D. Wybitnie interesujący jest najnowszy etap: etap badań na żywych zwierzętach. W Japoni przeprowadzono już badania dotyczące między innymi wszczepiania szczurom wydrukowanej w 3D wątroby, czy wydrukowanej tchawicy. Autorzy obu tych badań, Koichi Nakayama i Tomoaki Taguchi, właśnie opublikowali trzecią pracę z kategorii biodruku – dotyczącą wszczepienia szczurom drukowanej w 3Dprzepony.

Badanie powstało w związku z wyraźnie widoczną w chirurgii dziecięcej potrzebą wynalezienia nowego rodzaju sposobu łatania przepony. Jest ona największym mięśniem odpowiedzialnym za oddychanie i stanowi granicę między klatką piersiową, a jamą brzuszną. Jeśli w procesie rozwoju wewnątrzmacicznego u płodu dojdzie do niezrośnięcia się przepony – co ma miejsce w przypadku niektórych wad wrodzonych – zawartość jamy brzusznej może przemieścić się do klatki piersiowej.

Podobnie ma się rzecz, gdy otwór w przeponie powstanie w wyniku urazu. Tak zwana przepuklina przeponowa może stać się stanem zagrożenia życia, kiedy jelita i żołądek uciskają na płuca i serce. Jeśli mamy do czynienia z wrodzoną przepukliną, trzewia przemieszczone do klatki piersiowej mogą uniemożliwić rozwój płuc, co po porodzie skończyć się może zgonem noworodka.

Duże ubytki w przeponie są operacyjnie uzupełniane specjalnymi implantami. Problem z dotychczas stosowanymi „łatkami” w leczeniu przepukliny przeponowej tkwi w tym, że nie rosną one razem z ciałem dziecka. Wraz z powiększaniem się rozmiarów przepony przy jednocześnie niezmiennym rozmiarowo implancie, może dojść do nawrotu przepukliny, bądź przeciwnie – do nadmiernego zwężenia naturalnych otworów w przeponie i związanego z nim zwężeniem przełyku. Dodatkowo, syntetyczne „łatki” mogą prowokować reakcje alergiczne, czy być przyczyną infekcji.

Dzięki biodrukowi 3D możliwe będzie stworzenie „łatek” stworzonych w całości z ludzkich komórek macierzystych pozyskanych z na przykład komórek śródbłonka żyły pępowinowej. Takie implanty mają zintegrować się z przeponą i wraz z nią rosnąć, pozwalając na uniknięcie powikłań.

Do stworzenia implantu w badaniu na szczurach wykorzystano biodrukarkę 3D Regenova od Cyfuse Biomedical, która wykorzystuje technikę nanoszenia komórek zwaną Metodą Kenzan. Grafty były drukowane w postaci tub o długości 20mm, średnicy wewnętrznej 3mm i grubości ściany 1mm. Tubę przecięto i rozwinięto do postaci płaskiej płachty. Szczury żyły nadal po 710 dniach od wszczepienia łatek, a badanie histopatologiczne wykazało całkowitą integrację tkankową z wytworzeniem włókien mięśniowych, naczyń krwionośnych, a nawet nerwów w obrębie zrekonstruowanej przepony.

Kolejnym etapem, przed podjęciem decyzji o rozpoczęciu prób klinicznych, będą badania na większych zwierzętach. Naukowcy planują przetestować łatki w rozmiarze 5x6cm na królikach.

Źródło: www.3ders.org