Forscher haben einen großen Schritt in Richtung des Ziels "Bio- Druck " transplantierbaren Gewebe und Organe für Menschen mit schweren Krankheiten und Unfallverletzungen , eine neue Studie berichtet betroffen gemacht .
Wissenschaftler der Universitäten von Sydney, Harvard, Stanford und MIT haben Bio- gedruckt künstlichen Gefäßnetze imitiert die körpereigene Kreislaufsystem , die für den Anbau von großen komplexen Geweben notwendig sind.
"Tausende von Menschen sterben jedes Jahr aufgrund des Fehlens von Organen zur Transplantation ", sagt Studie führen Autor und University of Sydney Forscher, Dr. Luiz Bertassoni .
" Viele weitere werden an die chirurgische Entfernung von Geweben und Organen durch Krebs unterzogen , oder sie in Unfälle mit großen beteiligt Brüche und Verletzungen.
" Stellen Sie sich in ein Krankenhaus zu gehen und haben eine vollständige Organ gedruckt - oder Bio- gedruckt , wie wir es nennen - mit allen Zellen, Proteinen und Blutgefäße an der richtigen Stelle einfach durch Drücken der " Druck " -Taste in , Ihrem Computer-Bildschirm.
"Wir sind noch weit davon entfernt , aber unsere Forschung ist genau das Adressieren . Unsere Erkenntnis ist eine wichtige neue Schritt zur Erreichung dieser Ziele.
"Im Moment sind wir ziemlich viel Druck " Prototypen " , die , wie wir zu verbessern, wird schließlich verwendet, um die Art, wie wir weltweit behandeln Patienten zu verändern. "
Die Forschung Herausforderung - Vernetzung Zellen mit einer Blutversorgung.
Die Zellen müssen leichten Zugang zu Nährstoffen, Sauerstoff und eine wirksame " Abfallentsorgung " System, um das Leben zu erhalten . Deshalb ' Vaskularisierung "- eine funktionelle Transportsystems - ist für die Konstruktion von biologischen Geweben und Organen.
"Eine der größten Herausforderungen für das Engineering von großen Geweben und Organen wächst ein Netzwerk von Blutgefäßen und Kapillaren ", sagt Dr. Bertassoni .
" Die Zellen sterben, ohne eine ausreichende Blutversorgung , weil Blutkonserven Sauerstoff , die notwendig ist für die Zellen wachsen und führen eine Reihe von Funktionen im Körper. "
" Um den Umfang und die Komplexität der Bio-Engineering Herausforderung für uns zu illustrieren, betrachten , dass jede Zelle im Körper Haaresbreite von einer Versorgung mit sauerstoffreichem Blut ist nur .
"Replizieren von der Komplexität dieser Netzwerke ist ein Stolperstein verhindert Gewebezüchtung nicht zu einem realen Welt klinischen Anwendung . "
Aber das ist, was Forscher haben nun erreicht .
Was erreicht die Forscher
Mit einem High-Tech "Bio- Drucker " , hergestellt die Forscher eine Vielzahl von miteinander verbundenen winzigen Fasern , die als Form für die künstliche Blutgefäße dienen .
Sie deckten dann die 3D-Druckstruktur mit einem zellreichen Material auf Proteinbasis , die durch leichten , es verfestigt wurde .
Schließlich werden sie entfernt die Bio- Fasern gedruckt , um hinter einem Netzwerk winziger Kanäle mit humanen Endothelzellen beschichtet , das selbst organisiert, um stabile Blutkapillaren in weniger als einer Woche zu bilden zu lassen ( siehe Abbildung unten) .
Die Studie zeigt , dass die bioprinted Gefäßnetze gefördert deutlich bessere Überleben der Zelle , Differenzierung und Proliferation im Vergleich zu Zellen , die keinen Nährstoffzufuhr erhalten .
Bedeutung der Durchbruch
Laut Dr. Bertassoni , ist ein großer Vorteil der neuen Bio- Drucktechnik die Fähigkeit, große dreidimensionale Mikrogefäßkanälein der Lage, das Leben auf der Fliege , präzise genug , um individuelle Bedürfnisse der Patienten anzupassen herzustellen.
"Während Neuer kleine Teile von Geweben im Labor ist etwas, das wir bereits in der Lage zu tun war , ist die Möglichkeit, den Druck dreidimensionale Gewebe mit funktionellen Blutkapillaren im Handumdrehen ein Spiel-Wechsler ", sagt er .
"Natürlich vereinfacht regenerative Materialien sind seit langem zur Verfügung , aber wahr Regeneration komplexer und funktionelle Organe ist das, was die Ärzte wirklich wollen und Patienten wirklich brauchen , und dies ist das Ziel unserer Arbeit .