211service.com
Kunstige organer kan endelig få en blodforsyning
I hvad der kan være et kritisk gennembrud for at skabe kunstige organer, siger Harvard-forskere, at de har skabt væv sammenflettet med blodkar.
Levende lag: Harvard-forskere demonstrerer deres metode til at skabe vaskulariserede vævskonstruktioner ved at udskrive cellefyldt blæk i et lagdelt zig-zag-mønster.
Ved hjælp af en specialbygget fire-hoved 3-D printer og en forsvindende blæk, materialeforsker Jennifer Lewis og hendes team skabte et stykke væv indeholdende hudceller og biologisk strukturelt materiale sammenvævet med blodkar-lignende strukturer. Rapporteret af holdet i Avancerede materialer , er vævet det første, der er lavet gennem 3-D-print, der inkluderer potentielt funktionelle blodkar indlejret blandt flere mønstrede celletyper.
I de senere år har forskere gjort imponerende fremskridt med at opbygge væv og organlignende strukturer i laboratoriet. Tyndt kunstigt væv, såsom et luftrør dyrket fra en patients egne celler, bliver allerede brugt til at behandle patienter (se Fremstillingsorganer). I andre mere foreløbige eksempler har forskere vist, at specifikke dyrkningsbetingelser kan skubbe stamceller til at vokse til selvorganiserede strukturer, der ligner en udviklende hjerne, lidt af en lever eller en del af et øje (se Forskere Grow 3-D Human Brain Tissues , En rudimentær lever er dyrket af stamceller og voksende øjenæbler). Men uanset konstruktionsmetoden er alle regenerative projekter løbet op ad den samme væg, når de forsøger at bygge tykkere og mere komplekst væv: mangel på blodkar.
Lewis' gruppe løste problemet ved at skabe hule, rørlignende strukturer inden for et net af trykte celler ved hjælp af en blæk, der bliver flydende, når den afkøles. Vævet bygges af 3-D-printeren i lag. En gelatinebaseret blæk fungerer som ekstracellulær matrix - den strukturelle blanding af proteiner og andre biologiske molekyler, der omgiver celler i kroppen. To andre trykfarver indeholdt gelatinematerialet og enten muse- eller menneskehudceller. Alle disse blæk er tyktflydende nok til at bevare deres struktur efter at være blevet lagt ned af printeren.
Et tredje blæk med kontraintuitiv adfærd hjalp holdet med at skabe de hule rør. Denne blæk har en Jell-O-lignende konsistens ved stuetemperatur, men når den er afkølet, bliver den flydende. Holdet udskrev spor af dette blæk blandt de andre. Efter at have afkølet plasteret med trykt væv, påførte forskerne et let vakuum for at fjerne det specielle blæk, hvilket efterlod tomme kanaler i strukturen. Derefter kan celler, der normalt beklæder blodkar i kroppen, infunderes i kanalerne.
At bygge egentlige erstatningsvæv eller -organer til patienter er et fjernt mål, men et mål, som teamet allerede vejer. Vi synes, det er et meget grundlæggende skridt, og vi tror, det vil være essentielt i retning af organtryk eller regenerering, siger Lewis, som er medlem af Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ved Harvard University.
De mindste trykte kanaler var omkring 75 mikrometer i diameter, hvilket er meget større end de små kapillærer, der udveksler næringsstoffer og affald i hele kroppen. Håbet er, at 3-D-printmetoden vil sætte den overordnede arkitektur af blodkar i kunstigt væv, og så vil mindre blodkar udvikle sig sammen med resten af vævet. Vi ser dette som en metode til at printe de større kar; så vil vi udnytte biologien til at klare resten af arbejdet, siger Lewis.