Funkcní soucásti lidského tela postavené pomocí technologie 3D-bioprinting

V rámci vedeckého výzkumu se vedci rozvinuli funkcní strukturu ucha, kostí a svalu pomocí technologie 3D bioprintingu.
Výzkumníci pouzili novou technologii 3D tisku, aby vytvorili funkcní lidské ucho.
Image credit: Wake Forest Baptist Medical Center

Výzkumný tým z Wake Forest Baptist Medical Center v Winston-Salem, NC ríká, ze jejich nová technologie - nazvaná systém integrovaného tisku a orgánu (ITOP) - a výsledné výtvory oznacují "dulezitý pokrok" v rostoucím náhradním tkáni a orgány pro transplantaci pacientu.

Starsí studijní autor Dr. Anthony Atala, reditel Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) a kolegové vysvetlují, jak vytvorili v casopise 3D-tistené cásti tela Prírodní biotechnologie.

V posledních letech se 3D tisk objevil jako slibná strategie pro rust komplexních tkání a orgánu, které mohou replikovat lidské telo.

Nicméne, Dr. Atala a kolegové poznamenávají, ze soucasné 3D tiskárny nejsou schopny produkovat lidské tkáne a orgány, které jsou dostatecne silné, aby byly transplantovány v tele nebo které mohou prezít po transplantaci.

Tým se domnívá, ze jejich technologie ITOP by mohla pomoci prekonat tyto problémy.

Funkcní sluch, kost a svaly vytvorené s ITOP

Vedci strávili v posledních deseti letech vývoj ITOP systému.

Technologie 3D tisku kombinuje biologicky odbouratelný materiál z plastu a optimalizovaný gel na bázi vody. Plastika vytvárí tvar 3D struktury, zatímco gel obsahuje tkánové bunky a povzbuzuje je k rustu.

3D výtisky se skládají také z mikrokanalu, které pusobí jako houba, která po transplantaci absorbuje telo ziviny a kyslík. To pomáhá strukturám prezít, kdyz vyvíjejí systém cév, který potrebují, aby fungovali v lidském tele.

Ve své studii dr. Atala a kolegové pouzívali systém ITOP k tomu, aby vytvorili detské struktury lidského ucha - priblizne 1,5 palce - a implantovali je pod kuzi mysí.

Behem dvou mesícu po transplantaci byly usní struktury - jejichz tvar byly dobre udrzovány - tvoreny tkáne chrupavky a systémem krevních cév.

Pro srovnání, predchozí výzkum ukázal, ze trojrozmerná potahovaná struktura tkáne bez predem existujícího systému krevních cév musí být mensí nez 200 mikronu (0,007 in), aby prezila v lidském tele.

"Nase výsledky ukazují, ze kombinace bio-inkoustu, kterou jsme pouzili v kombinaci s mikrokanály, poskytují správné prostredí pro udrzení bunek nazivu a pro podporu rustu bunek a tkání," ríká Dr. Atala.

Výzkumníci také pouzili systém ITOP a lidské kmenové bunky k vytvorení fragmentu celisti, které si tým vsimli velikost a tvar potrebný pro rekonstrukci obliceje cloveka. Pet mesícu po implantaci u potkanu ??se kostní fragmenty tvorily krevní cévy.

Navíc vedci tiskli svalovou tkán a implantovali ji do potkanu. Tkán vytvorila krevní cévy a vyvolala tvorbu nervu jen za 2 týdny a byla zachována její strukturní charakteristika.

Technologie otevírá dvere individuální regeneraci tkání

Stejne jako jeho schopnost podporovat bunecný rust a zachovat zivé struktury tkání, tým ríká, ze systém ITOP má dalsí výhodu: muze vyuzít informace z pocítacové tomografie (CT) a magnetická rezonance (MRI) prohledávání, aby vytvorily struktury, které jsou individuální kazdého pacienta.

Mluvit k BBC novinky, Dr. Atala pouzívá príklad pacienta, který chybí segment z celisti.

"Privedli by jsme pacienta, provedli jsme zobrazování a pak bychom vzali snímky a prenesli jsme je pres nás software, abychom rídili tiskárnu, abychom vytvorili kousek celisti, která by presne odpovídala pacientovi," vysvetluje.

V komentári k mozným dusledkum svých výsledku Dr. Atala dodává:

"Tato nová tkánová a varhánková tiskárna je dulezitým predpokladem pro to, abychom vytvorili náhradní tkán pro pacienty. Mohou vyrábet stabilní, lidské tkáne jakéhokoli tvaru.

Pri dalsím vývoji by tato technologie mohla být potenciálne pouzita k tisku zivých tkání a orgánových struktur pro chirurgickou implantaci. "

Nálezy týmu vycházejí z výsledku dalsí studie, kterou uskutecnili v roce 2014, ve kterém vytvorili laboratorní vagíny s pouzitím bunek hladkého svalstva a vaginálních epiteliálních bunek, které byly úspesne transplantovány do ctyr fen.

Dr. Atala a kolegové v té dobe poznamenali, ze taková technika muze být obtízná pro slozité orgány, jako jsou játra a ledviny. Ale tým ríká, ze jejich nejnovejsí technologie ukazují, ze pouzití 3D tisku pro vytvárení slozitejsích tkání je proveditelné.

"V této studii jsme tiskli sirokou skálu pevnosti tkání - od svalu jako mekké tkáne az po chrupavku a kosti jako tvrdou tkán, která ukazuje celou sílu tkáne," rekl Dr. Atala BBC novinky. "Doufáme, ze bude pokracovat v práci na techto technologiích, abychom se také zamerili na jiné lidské tkáne."

Dríve tento mesíc, Zdravotní novinky dnes hlásené na studii, která odhaluje, jak 3D kostra vytlacená struktura umoznuje regeneraci prirozené tkáne.

Diabetes diagnostikován s levným, prenosným mikrocipovým testem

Vzhledem k tomu, ze detská míra obezity stoupá, tak u diabetu 2. typu u detí. Ve spojení s nárustem diabetu 1. typu u dospelých je stále obtíznejsí rozlisovat dve nemoci, aniz by se uchýlil k pomalému, nákladnému laboratornímu testu, který trvá dny, nez se zkontroluje prítomnost protilátek, které jsou jedinecné pro typ 1.

(Health)

Jak dobre pamatujeme obrázky? Neuroscienti identifikují aktivitu mozku, která umoznuje predpovedet

Cinnost v parahipokampálním kortexu (PHC), která je soucástí mozku, predpovídá, jak dobre si pamatujeme obrázky, uvedli badatelé z MIT v casopise NeuroImage. Cím vyssí je aktivita v rámci PHC predtím, nez se nám zobrazí obrázek, tím mensí je sance, ze si ji budeme pamatovat pozdeji, vysvetlil profesor John Gabrieli a tým.

(Health)