3d nyomtató
Egészségmagazin.com   |   2015.11.21.

Új szív nyomtatása 3D nyomtatóval

Ugye te is hallottál már a 3D nyomtatókról, amivel tárgyakat, épületeket és fogakat is lehet már nyomtatni? Nos, néhány egyetemi diák most egy sima, boltban vásárolt 3D nyomtató segítségével akár emberi szerveket is ki tud nyomtatni.

Az már nem számít újdonságnak, hogy a 3D technikával működő nyomtatók segítségével hidakat tudunk építeni, dekoratív kiegészítőket tudunk készíteni az otthonokba, protéziseket tudunk gyártani amputált végtagok helyére és (sajnos) még fegyvereket is elő tudunk állítani vele. Bár mindez már így is lenyűgöző, ezeknek az innovációknak van egy közös tulajdonságuk: szervetlen, általában műanyag alapú anyagból vannak. Nem lenne csodálatos, ha akár emberi szerveket is tudnánk 3D nyomtatással készíteni?

Nos, úgy tűnik, hogy ez most valósággá válik!

Szívnyomtatás „egyszerű" nyomtatóval

A Carnegie Mellon csoport kutatói emberi szervek és testrészek modelljeit készítették el egy boltból vásárolt, kissé átalakított 3D nyomtató segítségével.

Az új kutatási eredmény, amit a Science Advances című magazinban publikáltak, arra is rámutat, hogy akár egy emberi szívet is el lehet készíteni a technika segítségével. "Az elmúlt évtizedben a különböző anyagok 3D nyomtatása megszokott gyakorlattá vált, de ezidáig senki sem fejlesztett ki olyan metódust, ami arra tett volna képessé minket, hogy olyan szöveteket tudjunk gyártani, mint a kollagén vagy a rost." - mondta TJ Hilton, a Carnegie Mellon egyetem orvosbiológiai mérnöki szakának végzős diákja, aki egyben a tanulmány vezetője is.

A biológiai anyagok elkülönített állapotban gyakran puhák, gyengék és sérülékenyek, ez okozta a legnagyobb kihívást a kutatók számára. Az ennyire gyenge anyagoknál nem ritka, hogy a saját súlyuktól omlanak össze a levegőbe való nyomtatás során, tehát egy olyan anyag belsejébe kellett őket nyomtatni, ami támogatja a szerkezetüket. Ezért előállítottak egy kémiai anyagokból álló gélt, ami összetartja a nyomtatásban lévő szerves anyagot. A 3D nyomtatás végén a támogató gélt felmelegítik testhőmérsékletűre, és így egyszerűen le lehet olvasztani a "nyomtatványról".

1. lépés: a szerves anyag nyomtatása 3d nyomtatóval

A fenti technika felhasználásával nyomtatott szerves anyagok nem műanyag másolatok, hanem igazi, biológia anyagból álló kollagént, izomrostot, miniatűr agyszerkezetet, és elágazó artériát is sikerült előállítani.

A leglenyűgözőbb az egészben az, hogy MRI (ami az angol „Magnetic Resonance Imaging" rövidítése, melynek magyar jelentése: mágneses magrezonancia képalkotás) készülékkel készített koszorúér képek és embrionális szívről készített 3D felvételek alapján a kutatócsoport 3D nyomtatással pontos másolatokat tudott előállítani.

A csoport leglényegesebb eredménye talán az, hogy artériarendszert is tudott nyomtatni, komplex biológiai struktúrákat tudott előállítani soha nem látott pontossággal. A következő lépés az lesz, hogy szívsejteket juttatnak be a kinyomtatott biológiai szöveti szerkezetbe, lényegében feltöltik a „keretet" biológiai „betonnal".

Ennek a kutatásnak nyilvánvaló vonzata van az orvostudományban. Vegyünk egy egyszerű példát: a szívet. Az emberi szívszövet sajnos elvesztette azt a tulajdonságát, hogy egy sérülés után regenerálja vagy megjavítsa magát, vagyis ha egy szívet megoperálnak, akkor új szívszövetre van szükség. Ez nem mindig azonnal elérhető, és a kínzó várakozás, amíg egy donortól át tudnak ültetni egy szívet a betegbe, gyakran tragédiába torkollik. Az új technikával csökkenthető a várólista, és a szívszövet 3D nyomtatott verziójával a szív sérülésének különböző változatai hamarabb műthetőek lehetnek.

Mennyibe kerül új szívet nyomtatni?

Amint már említettük, a 3D nyomtatók létezése nem új dolog: a legtöbb ilyen nyomtató 100 000 dollárról indul (ami körülbelül jelenleg 2 800 000 forintnak felel meg), és egy szakértőkből álló csoportot igényel az üzemeltetésük. Kutatócsoportunk egy ilyen, „átlagos", a fogyasztók által is elérhető 3D nyomtatót hackelt meg egy nyílt forráskódú szoftverrel és hardverrel (a nyílt forráskód kifejezés a forráskód bárki által való hozzáférhetőségére és módosíthatóságára utal). Az emberi szervek másolatának előállítása ezzel a megbuherált 3D nyomtatóval kevesebb, mint 1000 dollárba (280 000 forint) került.

Ha sikerül tökélyre fejleszteni a technológiát, és gondoskodni a megfelelő szervesanyag-utánpótlásról, akkor az olcsó, 3D szervnyomtatók igazi áttörést jelenthetnek az egészségügyben.

Tetszett a cikk? Oszd meg másokkal is!