Uus bioprinter toob 3D-prinditud kõrvad ja lõualuud

3D prinditud kõrv (Foto: Wakefieldi meditsiiniinstituut)
Jaan-Juhan Oidermaa
18.02.2016 12:47
Rubriik: Tervis

Asendusorganid ja -koed on vananevas maailmas kõrges hinnas. Rühm regeneratiivse meditsiiniga tegelevaid teadlasi esitlevad nüüd 3D-printerit, millega saab patsiendi enda rakkudest ehitada lihaseid, luid ja kõhrkudesid, näiteks kõrvu ja lõualuu tükke.

''Kui sul on patsiendile mingisugust koestruktuuri siirdada, võtad temalt väikese koenäidise, mille suurus on võrreldav margitükiga, paljundad neid katseklaasil, paned printerisse, ehitad neist vajaliku koe ja siirdad vajalikku kohta,'' kirjeldas 3D-printeri väljatöötamist eestvedanud Wake Foresti regeneratiivse meditsiini instituudi direktor Anthony Atala ERR Novaatorile loodud lahenduse olemust. Enne haiglatesse jõudmist peab see pälvima täiendavate kliiniliste katsete toel aga tervishoiuametite heakskiidu.

Elusate rakkude printimiseks sobiliku seadme loomisega tegi Atala töörühm algust juba kümnekonna aasta eest. Ajal, mil polnud veel isegi märksa tavalisemad 3D-printerid mõistena massideni jõudnud. Aastaks 2010 suudeti ehitada juba näiteks umbes peopesa suuruseid neerukesi. Kudede pikaajalisemaks ellu jäämiseks olid need aga liiga väikesed. Teisalt, ''looduses on juba nii seatud, et suuremad koestruktuurid hakkavad veresoonteta õige pea kärbuma,'' nentis professor. Oht ähvardab juba enam kui kahe soolatera paksuseid kudesid.

Samuti peavad prinditud elundid ja koed suutma säilitada oma struktuuri. ''Sisuliselt peame suutma kolmemõõtmelise struktuuri, mis ei säilita kehas pelgalt oma kuju, vaid suutma seda ka elus hoida ajani, kuni keha selleks omaks võtab, selles veresooned välja arenevad ja see verevarustusega ühendatakse. Kõige selle juures peab struktuur suutma täita ka sellele seatud ülesannet,'' märkis Atala. Samad probleemid on kimbutanud ka mitmeid teisi analoogset tehnoloogia arendamisega tegelevaid töörühmi.

Atala kirjeldab nüüd kolleegidega ajakirjas Nature Biotechnology ilmunud töös võimalikke lahendusi. Toitaineid ja hapnikku laiali jagava kapillaaride võrgustiku saab asendada mikrokanalitega, elundite ja kudede ajutiseks toestamiseks sobib aga biolagunev plast polükaprolaktoon. ''Loomadega tehtud katsed näitavad, et et tegu on esimese bioprinteriga, millega on võimalik ehitada inimeste puhul kasutava suurusega kudesid, mida on võimalik enne siirdamist elus hoida mitmeid nädalaid,'' lisas professor.

Muus osas sarnaneb seadme tööpõhimõte tavapärasemate 3D-printeritega. Kahemõõtmelised pinnad kasvatatakse kiht-kihi haaval kolmemõõtmelisteks struktuurideks. Peamiseks alusaineks on aga plasti asemel inimeste rakud. Kuigi kudede ja elundite keerukuse põhjal võiks oodata, et erinevaid rakke läheb tarvis väga palju, on lahendus selles suhtes siiski suhteliselt ühemõõtmeline.

Kudede loomiseks kasutatakse tüvirakke, millest võivad arendada väga mitmed erinevat tüüpi rakud. Algmaterjalina erinevaid inimeste rakupopulatsioone kasutades ja neil erinevas keskkondades areneda lastes võib olla tulemuse vägagi erinev. ''Nõnda tuleb koeproovis leidunud rakke paljundades alati kindel olla, et need oma näo või sõrmejälje säilitavad ja kasutad ikka patsiendi õiget rakupopulatsiooni,'' nentis Atala.

Seni on ta kolleegidega kasutanud printerit muu hulgas inimeste kõrvalestadega võrreldava suurusega kõhrest kõrvade, luust koljutükkide ja lihasrakkude lihaskiudude ehitamiseks ning siirdanud need rottide organismi. Neid hiljem uurides leidis Atala, et kõikidel juhtudel ühendati siirdatud kude loomade enda verevarustusega. Samuti võis näiteks lihaskiudude puhul märgata närvide moodustumist. Rakud ise uuenesid nagu keha teised rakud.

Tulevikus 3D-printimise teel loodavate elundite ja kudede võimaliku hinna osas jääb Atala aga hetkel napisõnaliseks. ''Meie üks meie peamisi eesmärke luua tehnoloogia, mis võimaldab protsessi suures osas automatiseerida. Seeläbi on sul võimalik luua korraga mitmeid kudesid ja elundeid, mis peaks iseeneses hinna alla tooma,'' mõtiskles professor.


Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}

Teade toimetusele edastatud

Sellelt Ip-aadressilt on ligipääs piiratud

Kommentaare veel ei ole. Ole esimene!

Vasta kommentaarile

+{{childComment.ReplyToName}}:
Vasta kommentaarile
Vasta

Laadi juurde ({{take2}})
Kommenteerimine on lubatud registreeritud kasutajatele!Olete sisseloginud kui {{userAlias}}
Nime väli peab olema täidetud
Mitte rohkem kui 50 tähemärki
Kommentaari väli ei saa olla tühi
Mitte rohkem kui 1024 tähemärki
{{error}}
Autendi ja kommenteeri ID-kaardiga.
Lisa uus kommentaar