Martin Kysilka, 8. ÚNORA 2019
Mezi nejdůležitější tradiční chirurgické nástroje jako je skalpel či rentgen, můžeme po mnoha úspěšných transplantacích nově zařadit i 3D tiskárny. Zatímco rentgen slouží jako nástroj pro diagnózu a skalpel k separaci tkání, 3D biotiskárny dokážou vytvořit nové kyčle, klouby a dokonce i živou tkáň. Na tkáních z biotiskárnen bude například možné testovat nové druhy léků. Ultimátním cílem je však tisk plně funkčních orgánů, které lze následně transplantovat. Poslední velký průlom v nahrazování vadné části těla zaznamenali výzkumníci z Kalifornské university v San Diegu, kterým se podařilo vytisknout zcela funkční část míchy.
Vědci nejprve vytiskli malé implantáty z měkkého gelu a napustili je nervovými kmenovými buňkami, opět prostřednictvím 3D tiskárny. Implantáty byly poté chirurgicky vpraveny do poškozené části krysí míchy. Nové nervové buňky a axony (výběžky na nervových buňkách) se po čase rozrostly a zformovaly v míše nová spojení. Tyto nervové buňky se propojily nejen mezi sebou ale i s tkání míchy a cévní soustavou. Díky preciznímu tisku bylo možné, aby se gel a buněčné matice do rány přesně vešly.
Biotiskárny využívají počítačem naváděné pipety, které nanáší jednotlivé vrsty živých buněk neboli bioinkoustu. Většina biotiskáren zvládne vytisknout vrstu s tloušťkou 200 mikronů. Týmu z UC San Diego se však podařilo toto číslo srazit na pouhý jeden mikron. Toto vysoké rozlišení vědcům umožnilo přesněji smíchat směs šedé a bíle hmoty, ze kterých se mícha skládá.
Než se lidé s poškozenou míchou opět postaví na vlastní nohy však ještě několik let potrvá. Většina poškození míchy vzniká rozdrcením. Ve studii ze San Diega byly páteře hlodavců poškozeny řezem. Jednou z hlavních výzev je tedy rekonstrukce míchy poškozené jinak než čistým řezem. V další fázi testování bude testování na primátech.
Dopad: Co vše bude s biotiskem možné? Minulý rok se bioinženýrům z Wake Forest institutu pro regenerativní medicínu podařilo vytisknout nervové organoidy – v zásadě minimozky – z kmenových buněk. Ony organoidy měly všech šest typů buněk, stejně jako člověk. Ačkoliv se ještě nejedná o mozek, který by by uměl přemýšlet, vzniklá struktura vykazovala podobnou elektrickou aktivitu jako mozek předčasně narozených mimin. Organoidy by nám mohly pomoct pochopit raná stádia mozkových poruch a celkově mozek jako takový.
Bioinženýři prostřednictvím 3D tiskáren a regenerativní medicíny transformují tradiční léčbu a rehabilitace. Již některé současné aplikace umožňují obnovu nervových systémů, nahrazování kostí, tisk jistých orgánů a protéz na míru.
