Organs On Demand? 3D-Tulostimet Voisivat Rakentaa Sydäntä, Valtimoita

{h1}

3d-kirjoittimet voivat jonain päivänä auttaa luomaan eläviä elimiä korjaamaan ihmiskehoa, kertoivat tutkijat.

3D-kirjoittimet voivat jonain päivänä auttaa luomaan eläviä elimiä korjaamaan ihmiskehoa, kertoivat tutkijat.

Tutkijat ovat kehittäneet tien erilaisiin anatomisiin rakenteisiin, mukaan lukien sydämet, aivot, valtimoiden ja luiden 3D-tulostusmalleihin. Tulevaisuudessa tätä prosessia voitaisiin käyttää luomaan 3D-painettuja pehmeitä implantteja, joissa elävä kudos voi kasvaa elinten muodostamiseksi. Toinen sovellus tästä innovatiivisesta teknologiasta voisi olla elintarvikekirjoittimia, jotka muistuttavat TV-näytöllä "Star Trek" näkyviä replikatorteja.

3D-tulostin on kone, joka luo esineitä monista eri materiaaleista: muovi, keraaminen, lasi, metalli ja jopa epätavalliset ainesosat, kuten elävät solut. Laite toimii tallentamalla materiaalikerroksia, aivan kuten tavalliset tulostimet asettavat musteen, paitsi että kolmiulotteiset tulostimet voivat myös luoda tasomaisia ​​kerroksia päällekkäin 3D-objektien muodostamiseksi. [7 viileä 3D-tulostuksen käyttö lääketieteessä]

Perinteiset 3D-tulostimet valmistavat esineitä jäykistä materiaaleista, ja jokainen kerros saa tukevan perustan alla olevista kerroksista. Kuitenkin pehmeiden materiaalien tulostaminen on osoittautunut vaikeaksi, kuten rakennuksen esine Jell-O: sta.

"Metalleja, keramiikkaa ja jäykkiä polymeerejä on painettu 3D-painoksiksi monien vuosien ajan, mutta pehmeät materiaalit, jotka voivat muovautua omalla painollaan, ovat olleet vaikeampia tukea painoprosessin aikana", kertoo biotekninen insinööri Adam Feinberg. Carnegie Mellon University ja uuden tutkimuksen johtava kirjailija.

Tutkijat ovat käyttäneet 3D-tulostimia luomaan yksittäisille potilaille räätälöityjä jäykkiä lääketieteellisiä laitteita. Näihin laitteisiin kuuluvat kuulolaitteet, hammasimplantit ja proteesit. Käyttämällä 3D-tulostimia pehmeiden implanttien luomiseen, bioprint-tekniikka voisi tarjota vaihtoehtoja perinteisille elinsiirroille vaurioituneiden elinten korjaamiseksi tai korvaamiseksi, Feinberg sanoi.

"Mahdolliset sovellukset, joita kuvittelemme, ovat kudosteknologian alalla - lähinnä 3D-tulostustelineitä ja soluja kasvattamaan kudoksia ja elimiä", Feinberg kertoi WordsSideKick.com.

Tutkijat ovat kehittäneet 3D-painatuksen pehmeitä materiaaleja tukevaa nestettä sisältävässä kylvyssä, joka sisältää gelatiinipulveria, joka on samanlainen kuin supermarketissa oleva tyyppi.

"Painamme yhtä geeliä toisen geelin sisällä, mikä antaa meille mahdollisuuden sijoittaa pehmeä materiaali tarkasti, kun sitä painetaan, kerros kerroksittain", Feinberg totesi lausunnossaan.

Lääketieteellisen kuvantamistiedon avulla tutkijat käyttivät uutta tekniikkaa nimeltä FRESH tai "Suspendoitujen hydrogeelien vapaamuotoinen käänteinen upotus" tulostamaan yksinkertaistettuja ja konekäännöllisiä anatomisia rakenteita. Nämä valmistettiin erilaisista biologisista materiaaleista, kuten jänteistä ja nivelsiteistä löydetystä kollageenista. Koerakenteisiin sisältyi ihmisen reisi, ihmisen sepelvaltimo, viiden päivän alkionpoikanen sydän ja ihmisen aivojen ulkopuoliset taitokset. [5 hullua teknologiaa, jotka ovat vallankumouksellisia Biotech]

Malleja painettiin noin 200 mikronin tarkkuudella, tutkijat sanoivat. (Verrattaessa keskimäärin ihmisen hiukset ovat noin 100 mikronia leveä.)

"Voimme ottaa materiaaleja, kuten kollageenia, fibrinia ja alginaattia, jotka ovat millaisia ​​materiaaleja keho käyttää rakentamaan itseään, ja tulostaa ne 3D", Feinberg sanoi. "Voimme nyt rakentaa kudosteknisten telineiden avulla näitä materiaaleja uskomattoman monimutkaisissa rakenteissa, jotka vastaavat entistä tarkemmin niiden elinten todellisia kudoksia ja elimiä." (Fibrin auttaa muodostamaan verihyytymiä, kun taas alginaattia esiintyy monissa merilevissä.)

Tässä uudessa tekniikassa 3D-rakenteiden ympärillä oleva tukegeli voidaan helposti sulata pois ja poistaa lämmittämällä sitä kehon lämpötilaan. Tällaiset lämpötilat eivät vahingoittaisi mitään herkkiä biologisia molekyylejä tai eläviä soluja, jotka painettiin menetelmässä, tutkijat sanoivat.

Tutkijat varoitti, että he eivät ole vielä olleet bioprinted elimiä. "Tämä työ on tärkeä askel tähän suuntaan antamalla meille mahdollisuuden käyttää biologisia materiaaleja, jotka uskomme välttämättöminä tähän", Feinberg sanoi. "Vuosien tutkimusta tarvitaan kuitenkin vielä."

Tulevaisuudessa tutkijat aikovat sisällyttää todellisia sydänsoluja työstään, he sanoivat. 3D-painetut rakenteet toimivat tukirakenteina, joissa solut voivat kasvaa ja muodostaa sydämen lihaksia.

Bioprinting-elävät solut ovat kasvava ala, mutta tähän mennessä useimmat 3D-bioprinters myytiin yli 100 000 dollaria tai tarvitsivat erikoistunutta asiantuntemusta toimimaan (tai molemmat) rajoittaen mahdollisuuksia tekniikan laajaan käyttöönottoon. Tämä uusi menetelmä voidaan kuitenkin tehdä kuluttajien tason 3D-tulostimilla, jotka maksoivat alle 1000 dollaria. Se käyttää myös avoimen lähdekoodin ohjelmistoa, jonka tutkijat sanovat kutsuvan muita hakemaan ja parantamaan.

"Visio on, että muut tutkimusryhmät voivat ottaa tämän teknologian käyttöön ja soveltaa sitä laajasti muihin kudosteknologiaan ja pehmeisiin 3D-tulostushaasteisiin", Feinberg sanoi.

Tiedemiehet esittivät löydöksensä verkossa tänään (23.10.) Science Advances -lehdessä.

Seuraa WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli WordsSideKick.com.


Video Täydentää: Anthony Atala: Growing new organs.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com