Czy za kilka lat zamiast pobierać narządy od dawców będziemy drukować je na drukarce 3D? Wydaje się, że taka możliwość staje się coraz bardziej prawdopodobna. Zespołowi Anthony’ego Atala z Wake Forest Baptist Medical Center w USA udało się wydrukować ucho, mięsień i kość, które po wszczepieniu zwierzętom podjęły normalną pracę. Daje to nadzieję, że niedługo podobne operacje będzie można przeprowadzać na ludzkim biorcy. Stanie się to możliwe dzięki nowej, specjalne w tym celu zaprojektowanej drukarce 3D.
Jak donosi „Nature Biotechnology”, tkanki po wszczepieniu w organizm dopasowały się do otaczających je tkanek i wytworzyły w pełni funkcjonujący system naczyń krwionośnych.
Badacze twierdzą, że ich nowa metoda druku pozwoli na tworzenie tkanek, których rozmiar i siła będą odpowiednie dla wszczepienia w ciało człowieka. Oznacza to, że używany przez drukarkę materiał ma identyczne właściwości mechaniczne co ludzkie narządy, co do tej pory stanowiło problem. – Podczas drukowania metodą 3D wydrukowany narząd będzie miał takie same właściwości, np. mechaniczne, jak materiał, z którego został wykonany. Jeżeli drukujemy z plastiku – będziemy mieć właściwości plastiku. Przełomowość technologii ITOP polega na tym, że system pozwala jednocześnie użyć kilku materiałów, które nadają różne cechy drukowanym tkankom. Oznacza to, że wydruk może mieć właściwości konkretnego organu, co jest olbrzymim przełomem – mówi prof. Ryszard Naskręcki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Naukowcy z Wake Forest Baptist Medical Center twierdzą, że drukowane przez nich tkanki są idealnymi implantami tkankowymi, co oznacza, że organizm nie tylko je akceptuje i ich nie odrzuca jako organizmy obce, ale wręcz je akceptuje i asymiluje, przez co obrastają one chrząstkami, naczyniami krwionośnymi, a nawet nerwami. Następuje pełne zespolenie implantu z organizmem biorcy, co oznacza, że przez wydrukowane ucho może słyszeć.
Rewolucyjna drukarka jest efektem niemal 10 lat pracy specjalistów z Institute for Regenerative Medicine. W przeciwieństwie do innych drukarek 3D ITOP (The Integrated Tissue and Organ Printing System) korzysta z kilku różnych materiałów. Do tej pory rozwój drukarek 3D odbywał się dwutorowo. Z jednej strony pracowano nad tym, aby warstwy polimeru, z którego drukowało, było możliwie jak najcieńsze, przez co druk stawał się precyzyjny. Z drugiej – chciano stworzyć drukarkę, która korzystałaby z większej liczby materiałów. ITOP ma zalety obu tych podejść. Jest dokładna oraz korzysta z wielu materiałów.
Drukarka wykorzystuje dane z CT i rezonansu magnetycznego pacjenta. Następnie z polimerów drukuje się mniej ważne dla działania organu struktury, które stają się jednocześnie stelażem dla żelu zawierającego żywe komórki. Z innych materiałów biozgodnych drukowane są takie elementy jak np. skóra. – Spektakularność ITOP polega na tym, że efektem drukowania jest konkretny organ, który nie jest „plastikową protezą”, a faktycznie działającą tkanką – mówi prof. Ryszard Naskręcki.
Co więcej, dalszy rozwój technologii ma pozwolić na drukowanie całych organów gotowych do transplantacji. Kolejnym etapem badań doktora Anthony’ego Atala będzie przeszczepienie drukowanych mięśni, chrząstek i kości weteranom, którzy ucierpieli na polu bitwy. Jeżeli pierwsze próby na weteranach okażą się sukcesem, drukowanie narządów stanie się nową nadzieją dla tysięcy pacjentów czekających na przeszczep.