Kell egy új tüdő? Nyomtass egyet!
A jövő nagy álmainak egyike, hogy ha valakinek szüksége van egy új szervre, szövetre vagy bőrre, akkor azt nem kell donortól levenni előbb, hanem képesek leszünk azt előállítani. Nos, az álom beteljesülőben van: tudósok egy csoportja immár több típusú szövetet képes előállítani – nyomtatással!
Szövetet nyomtatnak a kiszáradástól védő gélbe
Aktuális is a probléma: a Német Szervátültetési Alapítvány adatai szerint 2013 első felében 18%-kal csökkent a donorok száma az előző évi adatokhoz képest. Emellett biztos, hogy a kereslet csak nőni fog, ahogy egyre több betegségre és sérülésre jelent megoldást az átültetés a transzplantációs technika fejlődésének hála. Az egyetlen megoldást a mesterségesen előállított szövetek és szervek jelenthetik.
Ebből a szempontból sorsdöntő egy olyan technológia, amelyet mind ismerünk a tanáriból, irodából, hivatalokból – egy olyan technológia, amiről előbb jut eszünkbe az az ilyen-olyan adóbevallás, mint a fejlődés vagy a mesterséges szervek: a tintasugaras nyomtató.
A stuttgarti Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology tudósai nem rég előálltak az ehhez a technikához használható bio-tintával. Ez az átlátszó folyadék természetes szövetmintából és élő sejtekből áll, egy jól ismert biológiai anyag az alapja: a zselatin! Jó, a kutatók kémiai úton megváltoztatták a zselatin zselésítő hatását, hogy a nyomtatandó bio-molekulákhoz alkalmassá váljon: ahelyett, hogy a “normális” zselatinhoz hasonlóan megkeményedne, a bio-tinta folyékony marad a nyomtatás folyamán is. Csak miután UV-fénnyel átvilágítják, lépnek a molkulái interakcióba és alkotnak hidrogélt. (Ezek olyan polimerek, amelyek sok vizet tartalmaznak az emberi szövethez hasonlóan, és stabilak 37 Celsius fokon, nedves környezetben. A kutatók képesek úgy befolyásolni a kence állagát, ahogy nekik tetszik: egészen puha, nedves állagtól kezdve nyúlós, keményig akármit létre tudnak hozni vele. Azaz az emberben előforduló szövetek nagy részét képesek reprodukálni, kemény porctól egészen puha zsírig.
Olyan szintetikus nyersanyagot is nyomtattak Stuttgartban, amely alkalmas extracelluláris mátrix létrehozására: olyan rendszert tudnak létrehozni, ami hidrogéllé áll össze melléktermékek nélkül, és amelybe rendes sejtek tudnak betelepedni – ezután a hálózat sima hidrogéllé bomlik le. Ezzel a hálóval hiányzó, sérült szövet és bőrfelület pótolható anélkül, hogy három hétre az ember hátsójához kéne varrni pl. a sérült kézfejet, ami jelentős kellemetlenségektől kíméli meg a beteget.
Doktor kirsten Borchers így magyarázta el a kutatási irányt:
“Jelenleg a természetes változatra koncentrálunk, így közelebb maradunk az eredeti anyagokhoz. Még ha nagy is a potenciál a szintetikus hidrogélekben, sokat kell még tanulnunk a mesterséges anyagok és természetes sejtek között lezajló interakciókról. A biomolekulákra épülő verziónk természetes környezetet nyújt a sejteknek, így az önszervezésre biztatja a nyomtatott sejteket, hogy azok működő, teljesen emberi szövetté álljanak össze.”
A stuttgarti laboratórium nyomtatóiban egyébként közönséges nyomtatófejek és patronok vannak, a különbségek csak beható vizsgálat után észrevehetők. Például a hőmérséklet-szabályozó a tintatartón be van állítva, és méretbeli különbségek is vannak, nem is beszélve a higiénia-szintről.
Borchers és csapata most a Fraunhofer Institute-tal együttműködve olyan komplex nyomtatószerkezetekkel kísérletezik, amellyel nem egyfajta sejtet tud nyomtatni, hanem összetett biostruktúrákat alkothat – igen, például izmokat, vagy akár olyan komplex szerveket is a belátható jövőben, mint a tüdő vagy a vese.
Jelenleg az érrendszer előállításán dolgoznak uniós támogatással: a céljuk olyan ér-szövet építése, amelyet alkalmas szövetbe építve például tetszőleges méretű és jellegű bőrt alkothatnak. Borchers rámutatott: ez az a lépcsőfok, ahol kitanulhatják annak az alapjait, hogy hogyan építhetnek jó vérellátottságú, egész szerveket.
Ami, ezek szerint, már nincs beláthatatlan távolságban. Bár nem a holnap kérdése a mesterséges végtagok és szervek létrehozása, mint a Deus Ex univerzumban, a jövő már az ajtónk előtt áll.
sciencedaily nyomán
