Den uhyggelige, men utrolige verden af ​​3d-trykte kropsdele

Et af de store forhåbninger ved 3D-udskrivning er, at - ud over at udskrive Yoda-hoveder eller en eftermiddagsnacks - vil vi være i stand til at genskabe organer, lemmer og andre vigtige menneskelige dele, der er gået tabt af sygdom eller ulykke.

3D-trykte proteser har skabt mange hjertevarmende historier om at vende tilbage eller skabe funktion til patienter. Men tilgængeligheden og åbenheden ved 3D-udskrivning har gjort det muligt at bringe sine fremskridt til mange mennesker til lave omkostninger.

3D-bioprint er imidlertid en anden sag. Det er et uhyggeligt, men magisk udsigt, at vi en dag kunne udskrive erstatningshjerter og andre vitale organer. Mens denne virkelighed er langt væk, er den ikke længere så langt væk, at den ser ud som sci-fi. Der sker reelle videnskabelige fremskridt med enheder, der udskriver knogler, hud, brusk, nerveceller og endda hele organer.

Disse projekter og deres skabere bliver undertiden decried for deres Frankenstein-lignende natur, men potentialet til at føde livgivende kropsdele gennem teknologi er mere drøm end mareridt. Se slideshowet for nogle nylige fremskridt.

• 1 nerveceller

  En af de største udfordringer ved 3D-bioprintning er nervecellernes delikatesse og kompleksitet. Michigan Technological Universitys in-situ nanomedicin- og nanoelektroniklaboratorium begynder i det mindste med det store arbejde med nervegenerering. Holdet undersøger i øjeblikket, om cellulosananokrystaller fremstiller en anvendelig biofarve.

• 2 skjoldbruskkirtel

  Forskere ved 3D Bioprinting Solutions i Rusland har 3D trykt en hel skjoldbruskkirtel, som de vil transplantere i en mus til test. Skjoldbruskkirtlen blev oprettet af stamceller, der kom fra fedtceller, som derefter blev blandet ind med en hydrogel. Forskerne præsenterede deres konklusioner på International Bioprinting Congress i Singapore denne måned.

• 3 Hjerte

  Wake Forest Institute for Regenerative Medicine er ansvarlig for endnu et 3D-trykt gennembrud. Det afslørede for nylig, at det har skabt et bankende hjerte "organoid", et netværk af hjerteceller oprettet fra hudceller, der er blevet omprogrammeret og derefter smeltet sammen med 3D-udskrivning.



4 knogler

Det mest grundlæggende af kropsdele er knogler ikke så lette at udskifte, som de måske synes. Knogletransplantater kan afvises af kroppen, og metaller, polymerer og keramik udgør deres egne komplikationer. Ved hjælp af en proces kaldet CT-Bone er læger i Europa nu i stand til 3D-udskrivning af en base af calciumphosphat, en byggesten af ​​knogler, til de nøjagtige dimensioner, der kræves. I løbet af få måneder vokser patienten knogler fra denne base. CT-Bone er værket af Xilloc og Next 21 og kan bruges i ikke-vægtbærende områder, såsom kraniet.



5 næser og ører

På trods af hvad filmene måske fortæller dig, kan du ikke genskabe en hel person fra deres næse. Men du kan vokse en ny næse - eller et øre - gennem 3D-udskrivning. Hos ETH Zürichs brusk engineering og regenereringsgruppe dannes næse- og ørebrusk gennem en blanding af biopolymerer og levende bruskceller. De sættes i otte sprøjter og indsættes i en 3D-printer, der genererer en ny næse eller øre på 16 minutter. Når det først er placeret i en patient, vil brusk vokse omkring implantatet. En af fordelene ved 3D-udskrivning er, at udskiftningen kunne udføres for at matche originalen. Og da brusk ville være oprettet fra patientens egne celler, er chancen for afvisning lille. I år vil teamet teste brusk hos dyr og derefter gå videre til kliniske forsøg med mennesker.



6 Hud

Tab af hud, uanset om det er forbrændt eller såret, er dybt smertefuldt og vanhyggelig. Udskiftning af hud betyder at fjerne den fra en anden del af patientens krop, hvilket kan forårsage flere komplikationer - for ikke at nævne det faktum, at der er en begrænset mængde tilgængelig hud. På Wake Forest Institute for Regenerative Medicine arbejder forskere på en proces til 3D-udskrivning af hudceller direkte på forbrændinger og sår. Ved at bruge en 3D-printer kunne huden laves til at passe til den nødvendige dybde og størrelse.

Bortset fra medicinsk brug har kosmetikfirmaet L'Oreal indgået aftale med Organovo om at undersøge 3D-udskrivning af hud til testning af dets produkter.