A Wake Forest Orvostudományi Egyetem kutatói egy olyan bioprinterről számolnak be a Nature Biotechnology oldalain, amellyel polimerek és élő sejtek felhasználásával porcok, csontok és izmok nyomtathatók. Az emberi, nyúl-, patkány- és egérsejtek túlélték a procedúrát, ami igen jelentős eredménynek tekinthető, és a kész struktúrák elég stabilnak bizonyultak ahhoz, hogy rágcsálókba ültessék be ezeket. Ha a metódus az emberekben is olyan jól alkalmazhatónak bizonyul, mint az eddig tesztelt állatokban, akkor a jövőben az orvosok hasonló nyomtatókkal gyárthatnak betegeik számára porcokat és csontokat, a páciensek saját sejtjeit használva a folyamathoz.
A 3D nyomtatásos szerv- és szövetgyártás ötlete nem új, hiszen a kutatók évek óta dolgoznak hasonló megoldásokon. Bár a kísérletek teljesen működőképes végeredményt még nem produkáltak, olyan szöveteket már sikerült létrehozni a módszerrel, amelyeken hatóanyagokat lehet tesztelni, vagy éppen kitölteni a beteg által elveszített szövetek helyét. Az Organovo nevű cég például már jelenleg is veseszerű szerveket gyárt, amelyeket gyógyszerek tesztelésekor használnak, egy ausztrál cég pedig tavaly agyi szöveteket nyomtatott sikerrel.
Az eddigi 3D nyomtatott szövetek azonban többnyire túlságosan instabilak, egyszerűek és aprók ahhoz, hogy az emberi szervezetben használhatók legyenek. Ezért különösen érdekes az új megoldás, amellyel végre funkcionális, erekkel ellátott, az emberi szervezethez passzoló méretű szöveteket lehet létrehozni. A szakértők által kifejlesztett nyomtató sejteket tartalmazó gélt és biológiailag lebomló polimereket használ. A rendszer egy ideiglenes polimer burokkal és belső támasztóelemekkel látja el a szövetet, amelyek segítenek annak épségét megőrizni a beültetési folyamat során. Amikor az implantáció megtörtént, ezek a struktúrák lassan lebomlanak, és ezzel párhuzamosan a működésbe lépő sejtek maguk kezdenek arról gondoskodni, hogy a beültetett szövet stabil maradjon.
A kutatók tehát gyakorlatilag azt tették, hogy polimerből és gélből kinyomtatták a kívánt szöveti szerkezetet a sejtek életben tartásához szükséges mikroszkopikus csatornákkal együtt, majd amikor ezt beültették a szervezetbe, a gélbe kevert illetve a test más részeiről származó sejtek lassan benépesítették a struktúrát, átvéve az eltűnő mesterséges támasztó elemek helyét és új érhálózatot építve ki.
A szakértők rágcsálók bőre alá ültették be a kinyomtatott struktúrákat, és a jelek szerint a metódus működik. Az egerekbe beültetett, emberi fület formázó porcok két hónap elteltével is megőrizték alakjukat, és a nyomtatáskor használt, majd lebomlott polimerek helyét időközben rendes porcsejtek vették át. Ami a nyomtatott izmokat illeti, ezek két hét elteltével elkezdtek beidegződni, az emberi őssejtek felhasználásával készült csontokban pedig érhálózat kezdett kiépülni, amely 5 hónap elteltével már jól felismerhető alakot öltött.
Ha csak a füleket nézzük, már ezek létrehozása is nagy eredménynek számít, mondja Adam Feinberg, a Carnegie Mellon Egyetem biomérnöke. Azon betegek számára, akik elvesztették egyik fülüket, a másikról formált, élő protézis sokkal jobban működhet, mint bármilyen létező megoldás, hiszen a fülkagylók alakja meghatározó a hallás minőségében. A szakértők olyan mesterséges szöveteket hoztak létre, amelyek életben maradnak a beültetésig, ami rendkívüli eredmény, teszi hozzá Gordana Vunjak-Novakovic, a Columbia kutatója. A projekt kiválóan demonstrálja, hogy lehetséges személyre szabott, anatómiailag megfelelő méretű emberi szöveteket létrehozni a laborban, amelyek aztán a szervezetben életre is kelhetnek.
A nyomtatott szöveteket emberekben egyelőre még nem próbálták ki, de az állatokon végzett kísérletek nagyon biztatóak. Ami a klinikai teszteket illeti, először valószínűleg a porcok beültetésére kerülhet sor. Ezek vélhetően már jelenlegi állapotukban is sikeresek lesznek, hiszen a porcszövet kiterjedt érhálózat nélkül is életképes tud maradni.
