3D tisk ze živých buněk: Umělé cévy vypadají jako živá tkáň

  • Nanoinženýři Kalifornské univerzity v San Diegu „vytiskli“ cévy
  • Jsou funkční a věrně připomínají cévy ze živého organismu
  • Tyto 3D cévy představují významný krok na cestě k umělým orgánům a novým postupům regenerativní medicíny

Výzkumný tým, který vedl nanoinženýr Shaochen Chen, pokročil ve zvládnutí jedné z největších současných výzev pro tkáňové inženýrství. Tu představuje vytvoření umělých tkání a celých orgánů s funkčním cévním systémem, který by po transplantaci do těla pacienta mohl fungovat podobně jako živé cévy.

O něco takového se odborníci snaží už dlouho. Dosavadní 3D tisk umělých cév je ale pomalý, drahý a hodí se obvykle jenom k produkci jednoduchých struktur, jako jsou jednotlivé cévy. Takto vytvořené cévy také obvykle nejsou schopné se dobře začlenit do krevního oběhu pacienta.

Fungující cévní systém přitom potřebují prakticky všechny tkáně a orgány. Neschopnost vytvořit vhodný systém umělých cév se tak stala velkou překážkou ve vývoji a produkci umělých orgánů. Orgánů pro transplantace je stále velký nedostatek, proto by se umělé orgány velice hodily.

Chenův tým vyvinul novou technologii pro biotisk, k němuž si postavili vlastní speciální 3D tiskárny. Tímto postupem mohou rychle tisknout 3D mikrostruktury, které blízce připomínají cévní systémy živých tkání.

A jak takový 3D biotisk probíhá? Badatelé nejprve vytvoří 3D model požadované biologické struktury na počítači. Pak počítač přenese 2D snímky z tohoto modelu na miliony mikroskopických zrcadel, která jsou ovládána počítačem tak, aby vznikl obraz 2D snímku v podobě UV záření.

Takto uspořádané UV paprsky poté září do roztoku, který obsahuje živé buňky a spolu s nimi polymery citlivé na světlo. Polymery působením UV záření ztvrdnou a vytvoří jednou vrstvu výsledné struktury. 3D tiskárna tímto způsobem rychle tiskne jednu vrstvu 3D modelu za druhou. Vznikne tak 3D polymerová struktura, která obsahuje spoustu živých buněk. Z nich nakonec vznikne biologická tkáň.

Chen a spol. tisknou velmi detailní mikrostruktury cévního oběhu v extrémně vysokém rozlišení. Nejlepší je, že celý proces trvá jen pár sekund. Proti současným metodám biotisku, jimiž se i úplně jednoduché struktury obvykle tisknou celé dlouhé hodiny, to je dost pronikavé zlepšení. Nemluvě o tom, že postup Chenova týmu není drahý a vzniklé struktury se snadno začlení do těla pacienta. Umělé orgány pro transplantace jsou zase o něco blíž.

Zdroj: UC San Diego

Témata článku: Technologie, 3D tisk, 3D, Tiskárny, Orgány, Transplantace, Polymer, Buňka, Živý snímek, Krevní céva, Krevní oběh, Drahý model, Záření, Výzkumný tým, Jednoduché tělo, Celý dům, Živá data, UC San Diego, Tkáň, Céva, Struktura, Umělý orgán, Drahý dům, Tisk, Celý orgán

Určitě si přečtěte