Ucho, mięsień i kość wykonali naukowcy z amerykańskiego Baptystycznego Centrum Medycznego Wake Forest. Nie użyli jednak zwykłej drukarki 3D, ale urządzenia, które nazywają Zintegrowanym Systemem Drukującym Organy i Tkanki (ITOP). Pozwala ono na używanie kilku rodzajów materiałów. Po pierwsze, biodegradowalnego plastiku, który tworzy stelaż dla organu lub tkanki. Po drugie, płynu zawierającego żywe komórki, który ten stelaż wypełnia. Trzeci materiał tworzy zewnętrzną mocną osłonę, która rozkłada się zaraz po wszczepieniu organu lub tkanki. Proces drukowania przebiega bardzo delikatnie, by nie zniszczyć żywych komórek.
Opis metody naukowcy zamieścili w najnowszym wydaniu czasopisma naukowego „Nature Biotechnology". Jak piszą, największym wyzwaniem przy drukowaniu tkanek jest umożliwienie komórkom utrzymania się przy życiu, zanim zrosną się one z organizmem biorcy. Aby rozwiązać ten problem, inżynierowie medyczni z Wake Forest musieli opracować idealną recepturę płynu, w którym dryfują drukowane komórki. Musieli też wyposażyć polimerowy stelaż w sieć maleńkich kanalików, którymi z organizmu do nowo wszczepionych komórek mogą napływać substancje odżywcze i tlen.
Jak u dziecka
Wydrukowane żywe struktury były kilkucentymetrowe. Wcześniej uważano, że aby tak duży żywy implant mógł przeżyć w organizmie, trzeba wydrukować także naczynia krwionośne. Okazało się to niekonieczne. – Odpowiedni skład „tuszu" oraz kanaliki zapewniają komórkom środowisko, w którym mogą rosnąć – tłumaczy dr Anthony Atala, który uczestniczył w badaniach.
Naukowcy wydrukowali na próbę kilka fragmentów ludzkiego ciała: ucho (mniej więcej czterocentymetrowe, wielkości ucha dziecka), kawałki kości (żuchwy, czaszki) oraz mięsień. Wszczepili je następnie do organizmów zwierząt, pod skórę. Implantowane tkanki nie tylko przeżyły, ale też zaczęły obrastać w naczynia krwionośne, chrząstkę, a nawet (w przypadku mięśnia) w nerwy. Raport z badań publikowany przez „Nature Biotechnology" opisuje, jak tkanki radziły sobie przez kilka pierwszych miesięcy. Jeżeli badania długoterminowe będą miały równie zachęcający wynik, lekarze będą mogli rozpocząć próby wszczepiania nowych implantów ludziom.
Pierwsi w kolejce do przeszczepów będą weterani wojenni – badania są finansowane z amerykańskiego Funduszu Sił Zbrojnych na rzecz Medycyny Regeneracyjnej.