3D tisk dokáže vytvořit živé tkáně

Odborníci z EPFL a University Medical Center Utrecht vyvinuli speciální optický systém, který dokáže vytisknout složité, životaschopné tkáně během několika sekund. Lékaři stále při své práci zápasí s nedostatkem darovaných orgánů a živých tkání. Jejich možnosti jsou v této oblasti dosti omezené. Proto se spolu s vědci upírají jejich naděje k tzv. biotisku. Jedná se o technologie, kdy za pomoci speciální 3D tiskárny dokáže vytisknout kompletní nová tkáň nebo dokonce celý orgán. Bohužel v tuto chvíli jsou tyto živé tkáně omezeny svou složitostí, životaschopností a také rychlostí jejich tisku. Nyní se však tyto týmy posunuly o kousíček dál.

V současné době dokáží vytvořit pouze několik centimetrů malou tkáň. I to je však dostatek na to, aby mohla podstoupit klinické testování například pro tvorbu srdečních chlopní či menisku. I když tato technologie není připravena pro nasazení do ostré reality, je to zase posun k tvorbě funkčních orgánů na počkání.

3D tisk ze živých buněk

Výzkumný tým, který vedl nanoinženýr Shaochen Chen, pokročil ve zvládnutí jedné z největších současných výzev pro tkáňové inženýrství. Tu představuje vytvoření umělých tkání a celých orgánů s funkčním cévním systémem, který by po transplantaci do těla pacienta mohl fungovat podobně jako živé cévy.

O něco takového se odborníci snaží už dlouho. Dosavadní 3D tisk umělých cév je ale pomalý, drahý a hodí se obvykle jenom k produkci jednoduchých struktur, jako jsou jednotlivé cévy. Takto vytvořené cévy také obvykle nejsou schopné se dobře začlenit do krevního oběhu pacienta.

Fungující cévní systém přitom potřebují prakticky všechny tkáně a orgány. Neschopnost vytvořit vhodný systém umělých cév se tak stala velkou překážkou ve vývoji a produkci umělých orgánů. Orgánů pro transplantace je stále velký nedostatek, proto by se umělé orgány velice hodily.

Chenův tým vyvinul novou technologii pro biotisk, k němuž si postavili vlastní speciální 3D tiskárny. Tímto postupem mohou rychle tisknout 3D mikrostruktury, které blízce připomínají cévní systémy živých tkání.

A jak takový 3D biotisk probíhá? Badatelé nejprve vytvoří 3D model požadované biologické struktury na počítači. Pak počítač přenese 2D snímky z tohoto modelu na miliony mikroskopických zrcadel, která jsou ovládána počítačem tak, aby vznikl obraz 2D snímku v podobě UV záření.

Takto uspořádané UV paprsky poté září do roztoku, který obsahuje živé buňky a spolu s nimi polymery citlivé na světlo. Polymery působením UV záření ztvrdnou a vytvoří jednou vrstvu výsledné struktury. 3D tiskárna tímto způsobem rychle tiskne jednu vrstvu 3D modelu za druhou. Vznikne tak 3D polymerová struktura, která obsahuje spoustu živých buněk. Z nich nakonec vznikne biologická tkáň. Chen a spol. tisknou velmi detailní mikrostruktury cévního oběhu v extrémně vysokém rozlišení. Nejlepší je, že celý proces trvá jen pár sekund. Proti současným metodám biotisku, jimiž se i úplně jednoduché struktury obvykle tisknou celé dlouhé hodiny, to je dost pronikavé zlepšení. Nemluvě o tom, že postup Chenova týmu není drahý a vzniklé struktury se snadno začlení do těla pacienta. Umělé orgány pro transplantace jsou zase o něco blíž.

 

Zdroje:

https://vtm.zive.cz/clanky/3d-tisk-ze-zivych-bunek-umele-cevy-vypadaji-jako-ziva-tkan/sc-870-a-186516/default.aspx

https://cdr.cz/clanek/nova-technologie-3d-tisku-dokaze-vytvorit-zive-tkane-behem-nekolika-sekund

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *