Newsy

Biodrukowanie 3D ludzkich tkanek i narządów. W ciągu najbliższych lat w szpitalach mogą się pojawić drukarki pozwalające tworzyć funkcjonalne organy

2019-10-10  |  06:00

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

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Nie tylko Zielony, ale też Niebieski Ład. UE intensyfikuje wysiłki na rzecz ochrony zasobów wodnych

Europejski Komitet Regionów wezwał niedawno tworzącą się nową Komisję Europejską do prac nad Europejska Strategią Wodną i powołania komisarza odpowiedzialnego za zasoby wodne w UE. Impulsem do planowania zmian w tym obszarze ma być Blue Deal, czyli Niebieski Ład – inicjatywa stworzona w ubiegłym roku na wzór Zielonego Ładu. Przyspieszenie działań na rzecz ochrony zasobów wodnych to zdaniem ekspertów konieczność w obliczu coraz częstszych i poważniejszych susz, powodzi i problemów z dostępem do wody pitnej. Niebieski Ład ma być istotnym elementem dostosowywania się do zmian klimatu.

Prawo

Sztuczna inteligencja w nieodpowiednich rękach może stanowić poważne zagrożenie. Potrzebna jest większa świadomość twórców i użytkowników oraz twarde regulacje

Wykorzystanie sztucznej inteligencji do manipulowania ludźmi przyjmuje namacalną postać, jak deepfake, ale może się odbywać także dużo subtelniej, na przykład poprzez podsuwanie odpowiednich treści w wyszukiwarce. – Odwoływanie się w pewnych aspektach do kwestii etycznego stosowania tej technologii to za mało, jeśli w ślad za tym nie idą odpowiednie regulacje – oceniają eksperci. Amnesty International przewiduje, że sztuczna inteligencja wykorzystywana bez kontroli i stabilnych ram prawnych może doprowadzić do nasilenia naruszeń praw człowieka, zwłaszcza w obliczu konfliktów zbrojnych i przez reżimy kontrolujące życie obywateli.

Bankowość

Większość małych i średnich firm przez całą swoją działalność nie zmienia banku. Wysoko oceniają dostępność do usług bankowych

Mikro-, małe i średnie firmy są surowymi recenzentami usług bankowych, ale mimo to ich ocena pozostaje dość wysoka – mówi Wojciech Terlikowski z CBM Indicator. Kredyt bankowy jest drugim – po środkach własnych – najpopularniejszym źródłem finansowania działalności MŚP, ale firmy chętnie korzystają również z kredytów inwestycyjnych czy kart kredytowych. Są zainteresowane także dodatkowymi usługami ze strony banków, np. doradztwem przy pozyskiwaniu środków UE. Ekspert wskazuje, że to przekłada się na lojalność klientów – przedsiębiorcy przywiązują się do banków i rzadko je zmieniają.

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.