Mówi: | Dorota Bociąga, adiunkt Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej |
Biodrukowanie 3D ludzkich tkanek i narządów. W ciągu najbliższych lat w szpitalach mogą się pojawić drukarki pozwalające tworzyć funkcjonalne organy
Z druku 3D coraz częściej korzysta medycyna. Naukowcy testują obecnie biotusz jako materiał umożliwiający drukowanie narządów, kości czy tkanek. Prowadzone są próby na rzecz uzyskania rogówki, skóry, zastawek serca, a nawet samego serca. Obecnie funkcjonujące urządzenia do druku przyrostowego pozwalają tworzyć przymiary medyczne, elementy do zastosowania w stomatologii, jak również biokompatybilne rusztowania do uzupełniania ubytków kostnych lub chrzęstnych. Biodruk 3D może być przyszłością transplantologii i w najbliższych latach nieść ze sobą możliwość tworzenia funkcjonalnych narządów o budowie, kształcie i składzie tworzonym indywidualnie dla danego pacjenta.
– Biodruk to jednoczesne umieszczenie biomateriału oraz komórek warstwa po warstwie po to, aby uzyskać trójwymiarową strukturę, którą następnie będziemy mogli rozwijać w kierunku funkcjonalnych organów. Obecnie nie jest to jeszcze możliwe, ale badania, które są prowadzone w tym zakresie, zmierzają właśnie w tym kierunku – podkreśla w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje Dorota Bociąga, adiunkt w Zakładzie Inżynierii Biomedycznej i Materiałów Funkcjonalnych Instytutu Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej.
Drukowanie trójwymiarowych konstrukcji tkanek z różnych typów komórek i próby ich unaczynienia (waskularyzacji) są coraz częstsze. Naukowcy testują obecnie różnorodne biotusze jako materiał bazowy pozwalający na drukowanie różnych struktur, o różnym kształcie, odpowiedniej wytrzymałości, przepuszczalności i potwierdzonej biozgodności. Biodrukarki 3D osadzają warstwy materiału, aby budować złożone kształty odzwierciedlające części ciała takie jak skóra, kości, zastawki serca czy rogówki. Komórki stosowane do biodruku bezpośredniego, w tym również komórki macierzyste, mogą pochodzić z banków komórek. Mogą być również pobierane od pacjenta i wyhodowywane, aby następnie umieszczone w biotuszu i wydrukowane na organicznym obiekcie.
– W biodruku bezpośrednim od razu drukujemy z materiału, który zawiera komórki. Musimy więc zadbać, aby był on biokompatybilny nie tylko powierzchniowo, lecz także w całej swej objętości. To warunkuje dobrą przeżywalność komórek i ich zdolność do późniejszego namnażania. Materiał musi zarówno odżywiać komórki, jak i pozwalać na odprowadzanie ich produktów przemiany materii. Istotną rolę w tym odgrywa również kształt wydrukowanego elementu – tłumaczy dr Bociąga.
Możliwość wydruku części ciała techniką biodruku 3D może być ważnym krokiem w transplantologii. Pobranie komórek od biorcy przeszczepu i wykorzystanie ich w biotuszu do wydrukowania organu zastępczego, może pomóc ominąć komplikacje związane z przeszczepem, czyli np. długie oczekiwanie na odpowiedniego dawcę lub odrzucenie immunologiczne nowego narządu.
Grupa naukowców z American Friends of Tel Aviv University wydrukowała w 3D w pełni unaczynione serce przy użyciu komórek tkanki tłuszczowej. Druk 3D pomoże też osobom, które wymagają przeszczepów skóry. Profesor Tal Dvir z Uniwersytetu w Tel Awiwie ocenia, że już nawet w ciągu dekady w najlepszych szpitalach na świecie pojawią się drukarki narządów, a sam druk 3D stanie się rutynową czynnością.
– Badania prowadzone są w kierunku różnych działów medycyny. Na rzecz kardiochirurgii są już próby wydruku sztucznych zastawek serca czy samego sztucznego serca. Również w zakresie ortopedii biodruk będzie wykorzystywany do tworzenia różnego rodzaju struktur pozwalających na odbudowywanie ubytków kostnych czy chrzęstnych. Ale nie zapominajmy również o próbach ze sztuczną skórą czy druku soczewek – wymienia Dorota Bociąga.
W farmacji i medycynie nie brakuje już innowacyjnych rozwiązań biodruku. Zespół z Uniwersytetu Swansea w Wielkiej Brytanii opracował np. proces drukowania biologicznego, dzięki któremu przy użyciu regeneracyjnego biomateriału można stworzyć sztuczną matrycę kostną. Naukowcy z australijskiego centrum biofabrykacji BioFAB3D zbudowali z kolei ręczne urządzenie do drukowania chrząstek. BioPen jest wypełniony komórkami macierzystymi, które mogą tworzyć i wszczepiać rusztowania z żywego materiału w uszkodzone stawy.
Naukowcy z Korei Południowej opracowali wydrukowane w 3D sztuczne rogówki, które naśladują wzór sieci włókien kolagenowych w naturalnych rogówkach. Trwają także prace nad drukowaną w 3D tabletką, która zastąpi kilka innych, a każdy lek będzie miał inny czas uwalniania.
Czytaj także
- 2024-04-11: Katarzyna Cichopek i Maciej Kurzajewski: Regularne badania profilaktyczne stawiamy sobie za punkt honoru. Chcemy być zdrowi i aktywni
- 2024-04-15: Zmiany klimatu coraz mocniej uderzają w polskie rolnictwo. W adaptacji wspierają rolników nowe technologie
- 2024-03-28: Postęp technologiczny rewolucjonizuje pracę specjalistów ds. finansów. Stają się strategicznymi doradcami biznesu
- 2024-04-02: Wiedza Polaków o wodorze zatrzymała się na etapie podstawówki. Większość nie zna zastosowań tego pierwiastka w energetyce
- 2024-03-19: Banki przypominają dziś firmy softwarowe. Ich funkcjonowanie coraz bardziej oparte na nowych technologiach
- 2024-04-12: Doświadczenie gnębienia w dzieciństwie rzutuje na zdrowie w całym życiu. Naukowcy alarmują, że osoby gnębione mogą żyć krócej
- 2024-03-15: Polscy seniorzy w ogonie UE pod względem umiejętności cyfrowych. Rząd chce zaangażować w edukację media publiczne
- 2024-03-11: Nowotwory kobiece nie stanowią wyroku. Metody ich leczenia są coraz nowocześniejsze i refundowane także w szpitalach prywatnych
- 2024-03-04: Polska odstaje od innych państw UE w leczeniu raka prostaty. Od kwietnia br. z programu lekowego mogą wypaść kolejne nowoczesne terapie [DEPESZA]
- 2024-03-06: Pacjenci i lekarze apelują o Narodowy Plan dla Chorób Rzadkich. Aktualizacja strategii ma być gotowa w II kwartale
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Konsument
Brytyjscy naukowcy dowiedli, że odczuwania szczęścia można się nauczyć. Trzeba jednak stale to ćwiczyć
Sześcioletnie badania, połączone z prowadzeniem kursów uczących tego, jak poprawić samopoczucie i stać się człowiekiem szczęśliwym, wykazały, że stosując odpowiednie strategie, można uzyskać zadowalające rezultaty. Przejście kursu prowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Bristolskiego umożliwia poprawę parametrów świadczących o samopoczuciu nawet o 15 proc. Okazuje się jednak, że zalecane ćwiczenia należy wykonywać trwale – w przeciwnym razie następuje regres do poziomu sprzed ich wdrożenia. Dobre wyniki badań skłoniły ich autora do wydania poradnika. Jego polskojęzyczna wersja ukaże się w maju.
Konsument
Techniki genomowe mogą zrewolucjonizować europejskie rolnictwo i uodpornić je na zmiany klimatu. UE pracuje nad nowymi ramami prawnymi
Techniki genomowe (NTG) pozwalają uzyskiwać rośliny o większej odporności na susze i choroby, a ich hodowla wymaga mniej nawozów i pestycydów. Komisja Europejska wskazuje, że NTG to innowacja, która może m.in. zwiększyć odporność systemu żywnościowego na zmiany klimatu. W tej chwili wszystkie rośliny uzyskane w ten sposób podlegają tym samym, mocno wyśrubowanym zasadom, co GMO. Dlatego w ub.r. KE zaproponowała nowe rozporządzenie dotyczące roślin uzyskiwanych za pomocą technik genomowych. W lutym br. przychylił się do niego Parlament UE, co otworzyło drogę do rozpoczęcia negocjacji z rządami państw UE w Radzie. Wątpliwości wielu państw członkowskich, również Polski, budzi kwestia patentów NGT pozostających w rękach globalnych koncernów, które mogłyby zaszkodzić pozycji europejskich hodowców.
IT i technologie
Nowy ośrodek w Krakowie będzie wspierać innowacje dla NATO. Połączy start-upy i naukowców z sektorem obronności
Połączenie najzdolniejszych naukowców oraz technologicznych start-upów z firmami z sektora obronnego i wojskowego – to główny cel akceleratora, który powstaje w Krakowie. Będzie on należał do natowskiej sieci DIANA, która z założenia ma służyć rozwojowi technologii służących zarówno w obronności, jak i na rynku cywilnym w krajach sojuszniczych NATO. Eksperci liczą na rozwiązania wykorzystujące m.in. sztuczną inteligencję, drony czy technologie kwantowe. Dla sektora to szansa na pozyskanie innowacji na skalę światową, a dla start-upów szansa na wyjście na zagraniczne rynki i pozyskanie środków na globalny rozwój.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.