W dzisiejszych czasach drukarki 3D są używane do tworzenia wszelkiego rodzaju zabawek i dekoracji. Biżuteria drukowana w 3D i inne elementy mody stają się nowym, gorącym trendem. Wszystko to jest ekscytujące i innowacyjne, ale co by było, gdyby tę technologię można było wykorzystać w bardziej znaczący sposób? Możliwości są badane tylko ułamek tego, czym mogą być w najbliższej przyszłości. Nauka jest bliska znalezienia sposobów na obejście braku narządów dostępnych do przeszczepów i przeszczepów. Chociaż w przeszłości istniały biodrukarki, nadal istnieje wiele wyzwań. Niezdolność do utrzymania komórek przy życiu wystarczająco długo, aby je przeszczepić, zahamowała postęp tej koncepcji.
Wejdź do drukarki 3D
Dotychczasowy postęp medycyny obejmuje m.in Wydrukowano w 3D narządów, takich jak sztuczne serca, uszy, a nawet tkanka kostna. Dlaczego więc nie części oczu? Miliony ludzi na całym świecie cierpi na utratę wzroku spowodowaną chorobami oczu. Kraje zubożałe często mają infekcje wirusowe, które powodują uszkodzenie rogówki, a jeśli nie są leczone, ślepotę. Czy moglibyśmy wykorzystać technologię oferowaną przez druk 3D do tworzenia replik rogówek? Prawdopodobieństwo, że stanie się to wcześniej niż później, jest wysokie. Ten typ drukarki potrzebuje atramentu do działania. Obecnie naukowcy łączą alginian (środek żelujący ekstrahowany z wodorost) z białkami kolagenu, aby stworzyć bio-tusz. Atrament musi być „żywy”, aby połączyć się z ludzkimi komórkami. Konieczne byłoby umożliwienie proliferacji tkanki łącznej, aby organizm ludzki mógł zaakceptować i zintegrować materiały protetyczne. Komórki macierzyste wydają się być odpowiedzią na wytwarzanie tego typu „żywego” materiału.
Ekspansja komórek została już udowodniona w innych typach protez. Jednak bez stałego zaopatrzenia w naczynia krwionośne komórki te mogą żyć tylko przez ograniczony czas. Naukowcy szukają sposobów na zapewnienie żywotności komórek poprzez proces drukowania, a następnie niektóre. Na razie biożele i zamienne „części” wykazały niezwykły sposób wytwarzania sztucznego podwozia. Żywe komórki w tym podwoziu zaczynają tworzyć własną „siatkę biologiczną” i utrzymują się razem. Z czasem sztuczna materia (często formy silikonu i tworzyw sztucznych klasy medycznej) blednie lub rozprasza się, pozostawiając na swoim miejscu jedynie materię biologiczną. Chociaż obiekt wydrukowany w 3D zapewnia początkową strukturę implantu, same komórki tworzą rodzaj matrycy zdolnej do utrzymania jego kształtu.
Interesujące również: Mamo, czy mogę być cyborgiem?
Ludzkie rogówki drukowane w 3D
Nowa tkanka, a nawet chrząstka i komórki kostne mogą ostatecznie naśladować resztę ludzkiego ciała. W testach na myszach laboratoryjnych wszczepione fragmenty czaszki wykazały, że są w stanie wyhodować własną tkankę kostną wraz z dopływem krwi. A dzięki implantom mięśniowym wydrukowanym w 3D myszy rozwinęły tkanki nerwowe. Ten nowy wzrost zajął tylko dwa tygodnie. Chociaż testy nie zostały jeszcze przeprowadzone na ludziach, wskazują na możliwość przeprowadzenia dalszych badań.
Implanty rogówki działałyby w ten sam sposób. Ale czy mięśnie lub mocna masa kostna byłyby łatwiejsze do wymyślenia niż tkanki, które muszą „postrzegać”? Struktura oka musi nie tylko poruszać się i zachowywać swój kształt, ale także pomagać osobie widzieć. Czy mózg ponownie połączy się z implantem rogówki, aby zapewnić funkcjonalny wzrok? Jeśli inżynierowie będą w stanie udoskonalić atrament do drukowania 3D, tkanki rozrodcze prawdopodobnie będą w stanie samodzielnie „myśleć” za pomocą ludzkiego mózgu. W podobny sposób, w jaki implant ślimakowy (urządzenie chirurgicznie osadzone za uchem, aby pomóc w utracie słuchu i głuchocie) uczy się ponownie łączyć z mózgiem w celu interpretacji dźwięków, struktura oka prawdopodobnie byłaby w stanie zrobić to samo.
Wkrótce rogówki wydrukowane w 3D mogą rozwiązać problem oczekiwania na zgodnego dawcę ludzkiego. Od komputera po dyszę drukującą i oko — nauka tworzy rozwiązania medyczne, które kiedyś uważaliśmy za możliwe tylko w filmach science fiction. Ile to potrwa do tzw cyborgi chodzić wśród nas? Tylko czas powie.
YouTube: Newcastle University 3D Print Pierwsza na świecie ludzka rogówka
Źródło zdjęcia: Obraz fabularny „niebieskie oczy” zostało zrobione przez Anję Osenberg.
Źródło: Załoga Bec (Alert Naukowy) / Davida Nielda (Alert Naukowy) / Artykuł w ScienceDaily 1, 2
Nota redakcyjna: Obraz obiektu nie jest związany z badaniami wymienionymi w tym artykule ze względu na brak mediów dostępnych dla prasy.
