Cara mencetak 3D jaringan manusia - Taneka Jones

Lihat pelajaran selengkapnya: https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones

Saat ini ribuan orang yang berada di daftar transplantasi, menunggu organ kritis seperti ginjal, jantung dan hati yang dapat menyelamatkan hidup. Sayangnya, tidak banyak donor organ yang tersedia untuk memenuhi permintaan. Bagaimana alih-alih menunggu, kita dapat menciptakan organ baru yang dapat disesuaikan dari awal? Taneka Jones mengeksplorasi bioprinting, cabang baru kedokteran regeneratif.

Pelajaran oleh Taneka Jones, disutradarai oleh Hype CG.

Saat ini ada ribuan orang berada
dalam daftar transplantasi

menunggu organ kritis seperti
ginjal, jantung dan hati

yang dapat menyelamatkan nyawanya.

Sayangnya,

tidak banyak donor organ yang tersedia
untuk memenuhi permintaan tersebut.

Bagaimana jika alih-alih menunggu,

kita dapat membuat organ baru
yang dapat disesuaikan dari awal?

Itulah ide di balik bioprinting,

cabang kedokteran regeneratif
yang saat ini sedang dikembangkan.

Kita belum bisa mencetak organ kompleks,

tapi jaringan sederhana seperti
pembuluh darah dan tabung

yang bertanggung jawab untuk
pertukaran nutrisi dan limbah

sudah ada di tangan kita.

Bioprinting merupakan sepupu biologis
dari 3D printing.

sebuah teknik yang memasukkan lapisan
material di atas satu sama lain

untuk membentuk objek tiga dimensi
satu lapisan sekaligus.

Alih-alih dimulai dengan logam,
plastik atau keramik,

3D printer untuk organ dan jaringan
menggunakan bioink.

material yang dapat dicetak
berisikan sel hidup.

Sebagian besar dari bioink adalah molekul
kaya air yang disebut hydrogels.

Dicampur menjadi jutaan sel hidup

serta berbagai bahan kimia yang mendorong
sel untuk berkomunikasi dan tumbuh.

Beberapa bioink memiliki satu jenis sel,

sementara yang lain menggabungkan beberapa
yang berbeda jenis

untuk menghasilkan
struktur yang lebih kompleks.

Katakanlah, kamu ingin mencetak sebuah
meniskus,

yang merupakan bagian
tulang rawan di lutut

yang menjaga tulang kering dan tulang
paha dari menggiling satu sama lain.

Itu dibuat dari beberapa sel
yang bernama kondrosit,

dan kamu akan membutuhkan persediaan sehat
kondrosit untuk bioink.

Sel tersebut dapat datang dari donor yang
garis selnya telah direplikasi di lab.

Atau dapat berasal dari jaringan
pasien sendiri

untuk membentuk meniskus yang

kecil kemungkinannya untuk
ditolak oleh tubuh mereka.

Ada beberapa teknik pencetakan,

dan teknik populer adalah
bioprinting berbasis ekstrusi.

Dalam hal ini, bioink dimuat ke
dalam ruang pencetakan

dan didorong melalui nosel bundar
yang terpasang pada printhead.

Itu muncul dari nosel yang diameternya
jarang lebih dari 400 mikron,

dan dapat menghasilkan
filamen terus menerus

yang sekiranya setebal kuku manusia.

Gambar atau file yang terkomputerisasi
memandu penempatan sebuah helai

baik ke permukaan datar
atau ke dalam cairan

yang dapat membantu menahan struktur
di tempatnya sampai stabil.

Pencetak ini cepat, menghasilkan
meniskus dalam waktu setengah jam.

satu helai tipis pada suatu waktu.

Setelah mencetak, beberapa bioink
akan langsung kaku;

yang lainnya butuh cahaya UV,

atau bahan kimia tambahan
atau proses fisik

untuk menstabilkan struktur.

Jika proses cetak berhasil,

sel yang berada di jaringan sintesis

akan mulai berperilaku dengan cara yang
sama sel lakukan di jaringan asli:

memberi sinyal kepada satu sama lain,
menukar nutrisi dan berkembang biak.

Kita sudah dapat mencetak jaringan
sederhana seperti meniskus ini.

Kandung kemih bioprint juga telah
berhasil ditanamkan

dan jaringan cetak telah mempromosikan
wajah regenerasi saraf pada tikus.

Peneliti telah membuat jaringan paru-paru,
kulit dan tulang rawan,

serta miniatur, versi semi-fungsional
dari ginjal, hati, dan jantung.

Namun, mereplikasi lingkungan
kompleks biokimia

dari organ utama adalah tantangan curam.

Bioprinting berbasis ekstrusi
dapat menghancurkan

persentase yang signifikan dalam tinta
jika nosel terlalu kecil,

atau jika tekanan cetak terlalu tinggi.

Salah satu tantangan yang paling berat

adalah cara untuk memasok oksigen
dan nutrisi ke semua sel

dalam organ ukuran penuh.

Itulah mengapa sukses terbesar sejauh ini

adalah dengan struktur
yang rata atau berlubang--

dan itu mengapa peneliti sibuk
mengembangkan cara

untuk memasukkan pembuluh darah
ke dalam jaringan dicetak.

Ada potensi luar biasa untuk
menggunakan bioprinting

untuk menyelamatkan nyawa
dan memajukan pemahaman

terhadap bagaimana organ kita bekerja.

Dan teknologi membuka berbagai
kemungkinan yang memusingkan,

seperti mencetak jaringan dengan
elektronik yang tertanam.

Bisakah kita suatu hari merancang organ

yang melebihi kemampuan manusia saat ini

atau memberikan diri kita fitur
kulit yang tak dapat terbakar?

Seberapa lama kita dapat
memperpanjang hidup manusia

dengan mencetak dan
mengganti organ kita?

Dan tepatnya siapa-- dan apa--

yang akan memiliki akses
kepada teknologi ini

dan hasil menakjubkannya?