Urządzenia wytwarzane w oparciu o układy mikroprzepływowe cieszą się coraz większą popularnością szczególnie w branżach z pogranicza technologii i medycyny. „Organy na chipach„, które w niedługim czasie mają zostać wdrożone w procedury testowania leków, wykorzystują właśnie systemy mikro kanałów imitujących sieć włosowatych naczyń krwionośnych. Prowadzone w tym kierunku badania nie rozwiązują jednak nadrzędnego problemu z jakim boryka się implantologia – globalnego niedoboru organów zdatnych do wszczepu.
Perspektywą zażegnania kryzysu związanego z deficytem przeszczepialnych narządów są prowadzone projekty biodruku tkanek, które jednak nadal nie wychodzą poza fazę laboratoryjną. Naukowcom z Uniwersytetu Virginia Tech udało się opracować urządzenie, które może mieć realny wpływ na przygotowanie do zabiegów implantologicznych, eliminując m.in. ryzyko odrzucenia odpowiedniego organu w procesie wstępnej selekcji. Niewielkich rozmiarów przyrząd oparty o układy mikroprzepływowe, po połączeniu z narządem pomaga w ustaleniu jego biologicznych parametrów oraz użyteczności do wykorzystania w zabiegu.
Mając na uwadze zdrowie i życie pacjenta, cykl określania przydatności organów do przeszczepu jest obarczony niedużą tolerancją i nawet najmniejsza wątpliwość może zdyskwalifikować możliwość jego wykorzystania. Określenie zachowania narządów po wszczepieniu zależy od szeregu czynników, uzależnionych od indywidualnych właściwości organizmu czy sposobu jego przechowywania i transportu. Drukowane przestrzennie urządzenie, charakteryzujące jego właściwości na poziomie komórkowym, mogłoby zwiększyć ilość przeszczepów, przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka powikłań.
Prace badawcze prowadzone w ramach projektu pozwoliły na opracowanie sposobu połączenia drukowanej 3D struktury z organem dającego optymalną jakość istotnych danych pozyskiwanych przede wszystkim z powierzchni narządu. Urządzenie zostało dostosowane do biologicznej budowy konkretnego organu (pierwsze badania prowadzone na modelach świńskich nerkek) zbudowanego przy wykorzystaniu technologii inżynierii odwrotnej. Na powierzchni modelu nerki zapewniającego podłoże imitujące powierzchnie żywej tkanki, nadrukowano silikonową konstrukcję urządzenia mikrokanałowego.
System kanałów pozwala na monitorowanie jakości potencjalnych narządów poprzez zbieranie informacji diagnostycznych charakteryzujących stan narządu, co jest nieosiągalne dla konwencjonalnych, inwazyjnych metod. Jak przyznaje jeden z członków projektu, wykorzystanie technologii addytywnych w procesie tworzenia nowej generacji urządzeń medycznych daje szerokie perspektywy zastosowań, rzucając tym samym nowe światło na zagadnienia transplantologiczne.
Grafika przewodnia: [1]
Źródło: 3dprint.com
