Przełom w laboratorium. Wydrukowali fragment ludzkiego ciała

Druk 3D coraz bliżej medycyny przyszłości

Rozwój biodruku 3D nabiera tempa. Niedawno międzynarodowy zespół badaczy poinformował o stworzeniu produkujących insulinę wysepek trzustkowych, które przez trzy tygodnie funkcjonowały w warunkach laboratoryjnych. Takie rozwiązanie może w przyszłości pomóc pacjentom cierpiącym na cukrzycę typu 1.

Wysepki trzustkowe to skupiska komórek odpowiedzialnych za produkcję insuliny. W eksperymencie naukowcy wykorzystali drukarkę 3D oraz specjalny bioatrament opracowany na bazie kwasu alginowego i pozbawionej komórek tkanki trzustki. W przyszłości podobne struktury mogłyby być wszczepiane pod skórę w znacznie mniej inwazyjny sposób niż obecnie stosowane przeszczepy.

Wydrukowali ludzkie ucho naturalnej wielkości

Jeszcze większe zainteresowanie budzi najnowsze osiągnięcie zespołu z Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL). Naukowcy udoskonalili holograficzny druk 3D wykorzystujący światło lasera do tworzenia trójwymiarowych struktur.

Nowa metoda, określana jako tomograficzna wolumetryczna produkcja addytywna (TVAM), okazała się aż 70 razy wydajniejsza od wcześniejszych rozwiązań. Dzięki temu możliwe stało się tworzenie skomplikowanych obiektów w ciągu kilku sekund lub minut.

Kluczową zmianą było zastosowanie technologii pozwalającej na bezpośrednie kontrolowanie fazy wiązki światła oraz ograniczenie zakłóceń powodujących niedoskonałości powierzchni.

Zobacz takżeWzmożone kontrole policji. Wielka akcja rozpoczyna się już dziś

Żywe komórki przetrwały w wydrukowanym uchu

W ramach eksperymentów badacze stworzyli model ludzkiego ucha naturalnej wielkości. Co szczególnie ważne, po sześciu dniach znajdujące się w nim komórki nadal pozostawały żywe i tworzyły uporządkowane struktury.

– Wykazana przez nas wydajność i precyzja sprawiają, że wreszcie możliwe staje się biodrukowanie struktur przypominających tkanki w skali zbliżonej do klinicznej. Wydrukowaliśmy struktury znacznie większe niż te uzyskiwane wcześniejszymi metodami holograficznymi, mimo zwiększonego rozpraszania światła powodowanego przez osadzone w nich komórki - mówi Christophe Moser z EPFL, autor pracy opublikowanej w piśmie "Light Science & Applications".

Badacze podkreślają, że nowa technologia pozwala tworzyć bardziej wierne modele biologiczne nawet w materiałach zawierających żywe komórki.

Zobacz takżeŚwiat czekał na to od 4 miesięcy. Trump ogłosił pokój z Iranem

Szansa dla implantów i medycyny regeneracyjnej

Zdaniem naukowców opracowana metoda może przybliżyć moment, w którym druk 3D będzie wykorzystywany do tworzenia implantów w rzeczywistej skali.

– Nasze podejście przybliża druk wolumetryczny do tworzenia implantów w rzeczywistej skali oraz biologicznie kompatybilnej produkcji z użyciem laserów o małej mocy - mówi główna autorka pracy Maria Alvarez-Castaño z EPFL.

Kolejne badania mają skupić się na dalszym zwiększaniu precyzji druku oraz możliwości pracy z materiałami zawierającymi jeszcze większą liczbę żywych komórek. Naukowcy rozwijają także technologie pozwalające drukować bezpośrednio na istniejących obiektach lub wokół nich.

Jedna z nowych metod umożliwia nawet tworzenie obiektów wyłącznie poprzez rzutowanie hologramu na fiolkę z żywicą, bez konieczności jej obracania. Jeśli dalsze badania zakończą się sukcesem, druk 3D może stać się jednym z najważniejszych narzędzi przyszłej medycyny regeneracyjnej.