211service.com
3-D-printede nyredele er lige kommet tættere på virkeligheden
Ved hjælp af 3-D-print har videnskabsmænd skabt små, indviklede rør, der fungerer som nøglekomponenter i rigtige nyrer.
Der skal mange flere trin til, før de kan lave kunstige nyreudskiftningsdele, men resultatet er vigtigt, fordi det betyder, at forskere for første gang har brugt 3-D-print til at lave nyrevæv, der fungerer som den ægte vare. Opfinderne siger, at det kunstige væv på kort sigt kan bruges uden for kroppen til at hjælpe mennesker, der har mistet nyrefunktionen, og til at teste toksiciteten af nye lægemidler.
Forskere har forsøgt at skabe kunstige nyrer i mere end 20 år, men at genskabe en nyres komplekse tredimensionelle struktur og cellulære arkitektur, som er afgørende for dens funktion, er ekstremt udfordrende. Alligevel er behovet akut. Rundt regnet 10 procent af verdens befolkningen lider af kronisk nyresygdom. For at holde sig i live er millioner afhængige af dialyse, en tidskrævende og fysisk krævende procedure, hvor blod fjernes, køres gennem en filtreringsanordning og returneres til kroppen. Men dialysemaskiner er ikke nær så effektive som nyrer. Og mens omkring 16.000 mennesker modtager nyretransplantationer hvert år i USA, venter yderligere 100.000 på donationer.
Ved at bruge en 3-D 'bioprinter' var forskere i stand til at efterligne strukturen af en vigtig nyredel.
Det nye 3-D-printede nyrevæv er værket af Jennifer Lewis laboratorium på Harvard, som har udviklet en innovativ tilgang til bioprint af væv. Teknikken giver forskere mulighed for at udskrive komplekse strukturer, der findes i forskellige typer menneskeligt væv, såvel som vaskulære systemer, der er nødvendige for at holde sådant væv i live. Udskrivningsmetoden bruger flere slags gel-lignende blæk. Efter udskrivning fjerner forskerne et af blækerne og efterlader hule rør. Derefter tilføjer de celler, som modnes til væv.
Lab tests viser, at det konstruerede væv viser reel nyrefunktion i en grad, som ikke er opnået før, siger forskerne. Især var de i stand til at gøre den proksimale tubuli, en komponent af et nefron, til nyrens grundlæggende funktionelle enhed. Nephrons filtrerer blodet, holder de nyttige ting for kroppen og udskiller resten. Hvis videnskabsmænd kunne bygge et nefron, kunne de i teorien bygge nyrer, men det vil kræve udvikling af flere yderligere indbyrdes forbundne dele, hvilket sandsynligvis vil tage mange år endnu.
Alligevel spiller denne særlige del af nefronet en nøglerolle i processen med at reabsorbere næringsstoffer, så det trykte væv kan være medicinsk nyttigt, siger Lewis, en materialeforsker og professor i biologisk inspireret teknik ved Harvard. For det første kunne sådant væv bruges til at teste potentielle lægemidler; omkring 20 procent af lægemidler i sent stadium af menneskelige test mislykkes, fordi de er giftige for nyrerne. Det kunstige væv kunne også bruges i en enhed uden for kroppen til at hjælpe med nyredialyse. At udvikle sådan en enhed vil i hvert fald tage et par år, siger hun.
(Læs mere: 10 banebrydende teknologier: 3D-print i mikroskala, kunstige organer kan endelig få blodforsyning)