Was wäre, wenn Ärzte eine Niere aus den Zellen eines Patienten drucken könnten, ohne ein passendes Spenderorgan finden zu müssen und sich Sorgen machen zu müssen, vom Körper des Patienten abgestoßen zu werden?
Mit Hilfe des 3D-Bioprintings könnte dies bereits nach einem Jahrzehnt realisiert werden, sagt Professorin Jennifer Lewis vom Weiss Institute for Bioengineering in Harvard. Organ-Bioprinting ist die Verwendung der 3D-Drucktechnologie, um mehrere Zelltypen, Wachstumsfaktoren und Biomaterialien Schicht für Schicht zusammenzusetzen, um künstliche Organe zu schaffen, die natürliche Organe perfekt nachahmen, so die Studie. Diese regenerative Medizin befindet sich in der Forschungs- und Entwicklungsphase, und die treibende Kraft dahinter ist "das wahre menschliche Bedürfnis".
DEsperate Warten
Etwa 1 Million Menschen weltweit benötigen Nieren. Sie erreichen ein Nierenversagen im Endstadium und müssen sich einer Dialyse unterziehen. Die Dialyse stellt eine schwere Belastung für den Körper dar, und mit jedem Jahr steigt das Risiko des Todes von Patienten signifikant an. Der Antrieb, die große Herausforderung des Organ-3D-Drucks anzugehen, ist also wirklich groß.
MAGIC-Tinte
Um den Prozess des Bioprintings von Organen zu starten, beginnen Ärzte normalerweise mit den eigenen Zellen des Patienten. Sie führen eine kleine Nadelbiopsie eines Organs durch oder führen eine minimal-invasive Operation durch, um ein kleines Stück Gewebe "weniger als halb so groß wie eine Briefmarke" zu entfernen. Mit diesem entnommenen Gewebe können die Zellen zerlegt und in vitro kultiviert werden.
Die Kultivierung erfolgt in sterilen Inkubatoren oder Bioreaktoren, unter Druck stehenden Edelstahlgefäßen, die den Zellen helfen, genügend Nährstoffe zu erhalten. Ärzte füttern sie alle 24 Stunden mit Nährstoffen (mittel), weil die Zellen ihren eigenen Stoffwechsel haben. Verschiedene Zelltypen benötigen unterschiedliche Nährstoffe. Dann mischen wir es mit dem Gel, das wie Klebstoff ist. Jedes Organ in Ihrem Körper besteht aus Zellen und dem Klebstoff, der sie zusammenhält.
Kleber ist der Spitzname für Bio-Tinte, eine druckbare Mischung aus lebenden Zellen, wasserreichen Molekülen namens Hydrogelen, Kulturmedium und Wachstumsfaktoren, die den Zellen helfen, sich weiter zu vermehren und zu differenzieren. Das Hydrogel ahmt die extrazelluläre Matrix des Körpers nach - es enthält Substanzen wie Proteine, Kollagen und Hyaluronsäure.
Häufig verwendete Biomaterialien müssen ungiftig, biologisch abbaubar und biokompatibel sein, um unerwünschte Immunreaktionen zu vermeiden. Kollagen und Gelatine sind die beiden am häufigsten verwendeten Biomaterialien beim Bioprinting von Geweben oder Organen.
Erleben Sie den Moment des Wunders
Ärzte geben jede Bio-Tinte - die Art der Tinte, je nachdem, wie viele Zelltypen sie drucken möchten - in eine Druckpatrone, "extrudieren die Bio-Tinte durch einen Druckkopf und eine Düse und bauen das Material Schicht für Schicht auf".
Nachdem das biogedruckte Organ in den Patienten implantiert wurde, wird es im Laufe der Zeit auf natürliche Weise abgebaut, der Kleber löst sich auf und die Zelle spürt, dass die "Brücke" zusammenbricht; Die Zelle wird spüren, dass ihr Fundament nicht mehr fest ist. Die Zellen werden also ihre eigenen Brücken bauen und ihre eigenen Klebstoffe in Ihrem Körper herstellen.