2023-06-17 05:41 aktualizacja: 2023-06-17, 12:27
Przeszczep, Fot. PAP/Marcin Bielecki
Biodrukowanie in situ może pozwolić na bezpośrednie wytwarzanie spersonalizowanych tkanek i narządów w organizmie i stać się przyszłością medycyny regeneracyjnej, a nowy model drukarki wydaje się czynić to rozwiązanie bardziej dostępnym . Możliwości związane z tą technologią opisują naukowcy na łamach pisma „Biofabrication”.
Pojawienie się medycyny regeneracyjnej pozwoliło na znaczną poprawę jakości życia pacjentów na całym świecie poprzez wymianę, naprawę lub regenerację uszkodzonych tkanek i narządów. Może być rozwiązaniem problemów takich, jak brak narządu od dawcy lub ryzyko związane z transplantacją. Jednym z głównych postępów w medycynie regeneracyjnej jest wykorzystujący żywe komórki biodruk na miejscu („in situ”), będący rozszerzeniem technologii druku 3D, który pozwala bezpośrednio odtwarzać uszkodzone tkanki i narządy.
Biodrukowanie in situ odnotowuje stały postęp w ciągu ostatnich kilku lat. Kluczowymi ograniczeniami są problemy z drukowaniem wielu materiałów i kontrolą właściwości fizykochemicznych drukowanych tkanek.
Obecnie stosowane technologie biodruku in situ nie są pozbawione ograniczeń. Na przykład niektóre urządzenia są kompatybilne tylko z określonymi rodzajami biotuszu, podczas gdy inne mogą tworzyć jednorazowo tylko niewielkie skrawki tkanek.
Co więcej, są to zwykle złożone urządzenia, co czyni je niedostępnymi i ogranicza ich zastosowania.
Kanadyjski zespół badawczy, w skład którego wchodzili Erik Pagan i profesor Mohsen Akbari z University of Victoria, opracował mały bioprinter in situ o wygodnej modułowej konstrukcji, która pozwala na drukowanie złożonych, biokompatybilnych struktur.
"Dwadzieścia temu u mojej matki zdiagnozowano raka piersi, co ostatecznie doprowadziło do mastektomii. Odbiło się to znacząco na jej samopoczuciu. Zdaję sobie sprawę, że technologia taka, jak biodruk, może nie tylko pomóc w opracowaniu spersonalizowanych implantów do rekonstrukcji piersi, które pasują do kształtu i rozmiaru tkanki pacjentki, ale także posłużyć do stworzenia modeli guzów do badań biologii raka piersi czy poprawić wyniki leczenia pacjentów dotkniętych chorobą" – mówi prof. Akbari, omawiając motywację leżącą u podstaw badania.
Dzięki drukowaniu in situ można na przykład naprawiać duże ubytki tkanek powstałe na skutek urazu, interwencji chirurgicznej czy też nowotworu.
Kluczową cechą podręcznego urządzenia jest obecność wielu wkładów z biotuszem, z których każdy jest niezależnie sterowany pneumatycznie. Dzięki temu operator ma wystarczającą kontrolę nad mieszanką do druku, co ułatwia opracowanie struktur o wymaganych właściwościach.
Jak wskazują autorzy, w dłuższej perspektywie technologia ta może wyeliminować zapotrzebowanie na dawców narządów, jednocześnie obniżając ryzyko związane z przeszczepami. Innym godnym uwagi potencjalnym zastosowaniem jest produkcja systemów dostarczania leków - struktur, które uwalniają precyzyjnie leki, a także komórki w trzech czwartych lokalizacji wewnątrz organizmu. Dzięki temu leki byłyby bardziej skuteczne, można by minimalizować skutki uboczne z nimi związane, oraz poprawić bezpieczeństwo.
Opisana technologia może również przyspieszyć odkrywanie nowych leków, umożliwiając naukowcom opracowanie dokładniejszych modeli ich testowania. Co więcej, ma potencjał do opracowania niestandardowych protez i implantów ortopedycznych. Ze względu na swój przenośny charakter, biodrukarka może pomóc lekarzom dopasować anatomię tkanki pacjenta z większą dokładnością i wygodą, zwiększając w ten sposób funkcjonalność i estetykę biodrukowanego konstruktu.(PAP)
Autor: Paweł Wernicki
kw/
