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
- 2024-04-26: T-Mobile startuje w Polsce z nowym konceptem. Pozwoli klientom przetestować i doświadczyć najnowocześniejszych technologii
- 2024-04-29: Niepełnoletni internauci czują się coraz mniej pewnie w sieci. Zasad cyberbezpieczeństwa mogą się uczyć za pomocą gry edukacyjnej
- 2024-05-06: Duża część ukraińskich uchodźców w Polsce wciąż potrzebuje wsparcia. Szczególnie osoby starsze i z niepełnosprawnościami
- 2024-05-02: Sport może wspomagać walkę z bezsennością. Osoby aktywne fizycznie mają mniej problemów ze snem
- 2024-04-11: Katarzyna Cichopek i Maciej Kurzajewski: Regularne badania profilaktyczne stawiamy sobie za punkt honoru. Chcemy być zdrowi i aktywni
- 2024-05-14: Wykorzystanie technologii znacznie skraca prace nad nowymi lekami. Sektor biotechnologiczny nadrabia zaległości i mocno inwestuje w innowacje
- 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
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Przemysł
Projekt budowy pierwszej w Polsce elektrowni jądrowej nabiera tempa. Ruszają prace geologiczne w miejscu planowanej inwestycji
W maju ruszają prace geologiczne w miejscu planowanej budowy pierwszej w Polsce elektrowni jądrowej na Pomorzu. Pierwszy etap badań zakończy się w tym roku, a wyniki zostaną wykorzystane w trwającym procesie projektowania elektrowni przez konsorcjum Westinghouse i Bechtel. – Chcemy dobrze poznać strukturę gruntu, na którym posadowiona będzie elektrownia. Dzięki temu będziemy mogli dopracować sam projekt elektrowni z perspektywy bezpieczeństwa – podkreśla Leszek Hołda, prezes Bechtel Polska.
Farmacja
Wykorzystanie technologii znacznie skraca prace nad nowymi lekami. Sektor biotechnologiczny nadrabia zaległości i mocno inwestuje w innowacje
Z kilku miesięcy do kilku dni udaje się skrócić czas potrzebny na opracowywanie nowych leków peptydowych dzięki zaangażowaniu algorytmów w proces typowania cząsteczek. W pracach nad potencjalnymi terapiami, zwłaszcza na etapie przedklinicznym, szczególnie dobrze sprawdzają się cyfrowe bliźniaki, czyli modele struktur żywych organizmów wiernie odtworzone w wirtualnym świecie. W ocenie ekspertów sektor biotechnologiczny wciąż nie jest zaawansowany we wdrażaniu nowych technologii i automatyzacji, ale dynamicznie nadrabia zapóźnienia.
Handel
Francuskie firmy z potężnym wkładem w polską gospodarkę. Reinwestują tu połowę wypracowywanych zysków i zatrudniają prawie 230 tys. osób
Polska jest dziś dla Francji kluczowym partnerem gospodarczym w Europie Środkowo-Wschodniej. Na naszym rynku francuskie firmy ulokowały blisko połowę wszystkich swoich inwestycji w regionie CEE – obecnie działa ich tu 1,2 tys., tworzą łącznie 227 tys. bezpośrednich miejsc pracy i co najmniej drugie tyle pośrednich, u swoich dostawców i partnerów. Skumulowana wartość bezpośrednich inwestycji francuskich firm w Polsce wyniosła dotąd 108 mld zł. Szybko jednak rośnie, ponieważ przedsiębiorstwa znad Sekwany reinwestują 50 proc. wypracowanych przez siebie zysków, głównie w automatyzację i innowacje środowiskowe – wynika z nowego raportu, opublikowanego przez Francusko-Polską Izbę Gospodarczą we współpracy z Instytutem Debaty Eksperckiej i Analiz Quant Tank.
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.