Hva om leger kunne skrive ut en nyre fra pasientens celler uten å måtte finne et matchende donororgan og bekymre seg for å bli avvist av pasientens kropp?
Ved hjelp av 3D-bioprinting kan dette realiseres så snart som et tiår, sier professor Jennifer Lewis ved Harvards Weiss Institute for Bioengineering. Organbioprinting er bruk av 3D-utskriftsteknologi for å montere flere celletyper, vekstfaktorer og biomaterialer på lag-for-lag-måte for å skape kunstige organer som perfekt etterligner naturlige organer, ifølge studien. Denne regenerative medisinen er i forsknings- og utviklingsstadiet, og drivkraften bak den er "det virkelige menneskelige behovet".
Desperate venter
Omtrent 1 million mennesker over hele verden trenger nyrer. De når nyresvikt i sluttfasen og må gjennomgå dialyse. Dialyse pålegger kroppen en tung byrde, og for hvert år som går øker risikoen for død av pasienter betydelig. Så drivkraften for å takle den store utfordringen med orgel 3D-utskrift er veldig stor.
Magisk blekk
For å starte prosessen med bioprinting organer, starter leger vanligvis med pasientens egne celler. De utfører en liten nålbiopsi av et organ, eller utfører minimalt invasiv kirurgi, for å fjerne et lite stykke vev "mindre enn halvparten av størrelsen på et frimerke." Ved hjelp av dette vevet fjernet, kan cellene demonteres og dyrkes in vitro.
Dyrking foregår i sterile inkubatorer eller bioreaktorer, trykksatte rustfrie stålbeholdere som hjelper cellene med å få nok næringsstoffer. Leger spiser dem næringsstoffer (medium) hver 24. Ulike celletyper krever forskjellige næringsstoffer. Deretter blander vi det med gelen, som er som lim. Hvert organ i kroppen din er laget av celler og limet som holder dem sammen.
Lim er kallenavnet for bioblekk, en utskrivbar blanding av levende celler, vannrike molekyler kalt hydrogeler, kulturmedium og vekstfaktorer som hjelper cellene til å fortsette å spre seg og differensiere. Hydrogelen etterligner kroppens ekstracellulære matrise – den inneholder stoffer som proteiner, kollagen og hyaluronsyre.
Vanlige biomaterialer må være ikke-giftige, biologisk nedbrytbare og biokompatible for å unngå negative immunresponser. Kollagen og gelatin er de to mest brukte biomaterialer når bioprinting vev eller organer.
Vær vitne til mirakeløyeblikket
Legene legger hver bioblekk - typen blekk avhengig av hvor mange celletyper de vil skrive ut - i en skriverpatron, "ekstruderer bioblekk gjennom en skrivehode og dyse, og bygger opp materiallaget etter lag."
Etter at det biotrykte organet er implantert i pasienten, vil det naturlig forringes over tid, limet vil oppløses, og cellen vil føle at "broen" kollapser; cellen vil føle at fundamentet ikke lenger er solid. Så cellene vil lage sine egne broer og lage sine egne lim i kroppen din.