algemeen. onderzoek. technologie

Voor het eerst in de geschiedenis drukten wetenschappers een luchtpijp af op een bioprinter

Toen de eerste 3D-printers verschenen, konden maar weinigen datspeculeer zelfs hoe ver deze technologie zal gaan. Natuurlijk hebben conventionele middelen voor driedimensionaal printen hun toepassing al gevonden in de productie van verschillende apparatuur en zelfs in de bouw van huizen. Artsen hebben echter een compleet andere toepassing van 3D-printen bedacht. Al geruime tijd kun je cellen in speciale bioprinters 'laden', maar weinig mensen zijn erin geslaagd om volwaardige orgels op zo'n printer af te drukken. Enkele van de pioniers zijn wetenschappers van het Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM), die als eerste het gebruik van bioprinting rapporteerden om een ​​volledig functionele luchtpijp te creëren.

Bioprinting-technologie wordt steeds beter!

Een orgel afdrukken op een 3D-printer

Eerdere pogingen om tracheaal weefsel te maken hebbener zijn veel verschillende beperkingen, vooral omdat ze alleen gericht waren op het gebruik van kraakbeen. Het ontwerp van de luchtpijp, gemaakt door wetenschappers van WFIRM, is uniek omdat het onmiddellijk werd gemaakt rekening houdend met het feit dat het een volwaardig orgaan zal zijn - dat wil zeggen, er zijn zowel delen van het kraakbeen als gladde spieren. Als raamwerk wordt een biologisch afbreekbaar materiaal gebruikt, waarop een hydrogel met menselijke stamcellen wordt aangebracht. Ze kunnen delen en verschillende soorten cellen worden. In dit geval differentiëren stamcellen in twee verschillende typen - chondrocyten (waaruit kraakbeen wordt gevormd) en myocyten (de basis van gladde spieren).

Tegelijkertijd is een deel van het resulterende kraakbeen taai,om het toekomstige orgaan mechanisch te ondersteunen en "instorting" te voorkomen, en het onderdeel is zacht, wat, samen met gladde spieren, enige mobiliteit biedt. Spieren verbinden ook de uiteinden van de kraakbeenringen, waardoor flexibiliteit wordt geboden om de luchtwegen te verkorten. Als je geïnteresseerd bent in het onderwerp bioprinting, raden we je aan je te abonneren op ons kanaal in Telegram. Er is regelmatig nieuws over dit onderwerp en meer.

Daarvoor probeerden wetenschappers een luchtpijp af te drukken, maarhet probleem was dat ze slechts één materiaal namen dat niet sterk genoeg was om de luchtwegen open te houden, maar dit bood niet de nodige flexibiliteit. Onze bioprinting-methode biedt de combinatie van flexibiliteit en kracht die nodig is om echt tracheaal weefsel te simuleren. - zei Sean Murphy, Ph.D., hoofdauteur en universitair hoofddocent regeneratieve geneeskunde aan WFIRM.

Het proces van het maken van een luchtpijp op een bioprinter

Waarom hebben we een kunstmatige luchtpijp nodig?

Luchtpijp is een holle buis diegemaakt van kraakbeen en glad spierweefsel, ontworpen om luchtdoorlatendheid te garanderen. Tracheale stenose is een abnormale vernauwing van de luchtpijp die kan worden veroorzaakt door langdurige intubatie, ontsteking en trauma, of het kan een aangeboren afwijking zijn. Chirurgie is de belangrijkste behandeling voor deze aandoening, die levensbedreigend is, maar het is erg moeilijk om de doorgankelijkheid van de luchtpijp volledig te herstellen.

Zie ook: In Chicago, een menselijk mini-hart afgedrukt

De WFIRM Scientist Approach combineert driespeciaal ontwikkelde technologieën: medische beeldvorming van de luchtpijp van de patiënt, het gebruik van hydrogels ontworpen om stamcellen te differentiëren, en polymeerskeletten die de specifieke biomechanische eigenschappen van het orgel imiteren. Het is dus mogelijk om een ​​luchtpijp te maken "voor een specifieke persoon" met al zijn anatomische kenmerken. Hoewel de trachea-transplantatie nog niet heeft plaatsgevonden, moeten er natuurlijk nog aanvullende onderzoeken worden gedaan (voor starters met proefdieren). Maar het bestaande resultaat inspireert optimisme.