Pierwsza biodrukowana 3D rogówka ludzkiego oka

Biodruk 3D często przedstawiany jest jako rozwiązanie problemu niedoboru organów zdatnych do przekazania biorcy – ilość osób czekających na przeszczep jest niewspółmiernie większa niż tych, którzy kwalifikują się jako dawcy narządów. Sprawia to, że naukowcy zajmujący się tą dziedziną nauki nadal szukają sposobów jak drukować 3D tkanki, które mogą zostać wykorzystane jako w pełni funkcjonalny materiał biologiczny, zdatny do wszczepienia.

Badaczom z Uniwersytetu New Castle, starającym się poszerzać granice techniki biodrukowania 3D, udało się wydrukować 3D rogówkę ludzkiego oka. Opracowana przez nich metoda pozwala na tworzenie funkcjonalnych tkanek, które – jak sami przyznają – w niedalekiej przyszłości mogą zostać wykorzystywane jako tkanki do przeszczepów.

Perspektywa tworzenia organów oraz struktur komórkowych „on demand” niesie z sobą wiele potencjalnych korzyści – obecnie, dla ludzi z wadą rogówki, gdzie jedynym słusznym rozwiązaniem jest przeszczep (szacuje się, że na świecie jest ich ok 5 milionów), niesamowicie uciążliwym problemem jest oczekiwanie. Rogówka może zostać pobrana od niedawno zmarłej osoby, która nie cierpiała na żadną z chorób, mogących implikować skrócenie żywotności tej tkanki.

Dostrzegając te problemy, zespół naukowców podjął się biodruku 3D części oka. Rogówka została stworzona z specjalnie opracowanego biotuszu, w którego skład wchodzi kolagen, czyli białko tkanki łącznej oraz alginian – substancje zapewniają oczekiwaną elastyczność tkance. Masa została wzbogacona również o komórki macierzyste pacjenta – wczesne badania in vitro wykazały, że ludzkie komórki wykazały wysoką przeżywalność.

Jak przyznaje kierownik zespołu badawczego, opracowany przez nich biotusz zapewnia komórkom prawidłowe środowisko do wzrostu –  materiał jest na tyle sztywny, aby utrzymać swój kształt, a jednocześnie wystarczająco miękki, aby można było go ekstrudować i tworzyć pożądany kształt. Dodaje również, że stworzenie optymalnej konsystencji żelu jest kluczowe – zespoły badawcze z całego świata starają się osiągnąć idealną konsystencję biotuszu, przy jednoczesnym zachowaniu jak najwyższej przeżywalności komórek.

Proces biodruku 3D przeprowadzono z wykorzystaniem bioplotera. Biotusz nanoszono w formie koncentrycznych kręgów, aż do uzyskania pełnowymiarowej rogówki ludzkiego oka – wszystko w mniej niż 10 minut! Ze względu na niewielką grubość (średnio 0,5-0,6 mm) oraz brak unaczynienia, naukowcy nie musieli borykać się z problemem budowania skomplikowanej sieci naczyń krwionośnych.

Teraz biodrukowane 3D soczewki czeka jeszcze szereg testów, jednak członkowie zespołu badawczego wierzą, że możliwość addytywnego wytwarzania tych tkanek z uwzględnieniem anatomii oka konkretnego pacjenta może okazać się technologią przyszłości.

Źródło: 3ders.org