Cum să printezi 3D un țesut uman?- Taneka Jones

Vezi întrega lecție; https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones

Există în prezent sute de mii de oameni pe listele de transplanturi, așteptând organe critice precum rinichi, inimă sau ficat. și care le-ar putea salva viețile. Din păcate, nu există suficienți donatori de organe disponibili să satisfacă această cerere. Cum ar fi dacă în loc să aștepte, am putea crea organe noi, personalizate, de la zero? Taneka Jones explorează bioprintarea, o ramură a medicinei regenerative.

Lecție de Taneka Jones, regizată de Hype CG.

Există în prezent sute de mii
de oameni pe listele de transplanturi,

așteptând pentru organe critice
precum rinichi, inimă sau ficat,

care le-ar putea salva viețile.

Din păcate,

nu există suficienți donatori de organe
disponibili pentru satisfacerea cererii.

Ce ar fi dacă în loc să așteptăm,

am putea crea de la zero
organe noi-nouțe, personalizate?

Asta e ideea din spatele bioprintării,

o ramură a medicinei regenerative
în prezent în curs de dezvoltare.

Nu putem printa organe complexe încă,

dar țesuturi simple precum
vase de sânge și tubuli

responsabili pentru schimbul
de nutrienți și reziduuri

sunt deja la îndemâna noastră.

Bioprintarea este verișoara biologică
a printării 3D,

o tehnică care depune straturi
de material unul peste altul

pentru a construi un obiect
tridimensional, strat cu strat.

În loc să folosească metal,
plastic sau ceramică,

o imprimantă 3D pentru organe
și țesuturi folosește bioink:

un material ce conține celule vii.

Majoritatea bioink-urilor sunt molecule
bogate în apă numite hidrogeluri.

Amestecate în ele
sunt milioane de celule vii

cât și diverse chimicale care încurajează
celulele să comunice și să crească.

Unele bioink-uri includ
un singur tip de celulă,

pe când altele combină diferite tipuri
pentru a produce structuri complexe.

Să spunem că vrei să obții un menisc,

care e un cartilaj din genunchi

ce împiedică tibia și femurul
să se frece unul de celălalt.

E făcut din celule numite condrocite,

și vei avea nevoie de multe
astfel de celule pentru bioink.

Celulele pot proveni de la donatori
prin multiplicare în laborator.

Sau din propriul țesut al pacientului,

creând un menisc personalizat puțin
probabil să fie respins de corpul lor.

Există câteva tehnici de printare,

și cea mai populară e bioprintarea
bazată pe extrudare.

În acest caz, bioink-ul e încărcat
într-un cartuș

și e împins printr-un vârf rotund.

E eliminat printr-un orificiu rareori
mai mare de 400 de microni în diametru,

și poate produce un filament continuu

de grosimea unei unghii.

O imagine computerizată
ghidează amplasarea filamentelor,

fie pe o suprafață plană,
ori într-o substanță lichidă

care va ajuta structura să rămână imobilă
până se stabilizează.

Aceste printări sunt rapide, producând
meniscul în aproximativ jumătate de oră,

strat cu strat.

După printare,
unele bioink-uri se vor întări imediat,

altele au nevoie de lumină UV
sau de un proces chimic sau fizic

pentru stabilizarea structurii.

Dacă procesul de printare e reușit,

celulele din țesutul sintetic

vor începe să se comporte la fel
ca celulele dintr-un țesut real:

comunică, schimbă nutrienți
și se multiplică.

Putem deja printa structuri relativ
simple ca acest menisc.

Vezici urinare bioprintate au fost deja
implantate cu succes,

iar țesutul printat a promovat regenerarea
nervului facial la șoareci.

Cercetătorii au creat țesut pulmonar,
piele și cartilaj,

dar și versiuni în miniatură, parțial
funcționale de rinichi, ficat și inimă.

Totuși, replicarea complexului
mediu biochimic

al unui organ important
e o mare provocare.

Bioprintarea bazată pe extrudare
ar putea distruge

un procentaj mare de celule în cerneală
dacă vârful este prea mic,

sau dacă presiunea printării e prea mare.

Una dintre cele mai formidabile provocări

e să furnizezi oxigen și nutrienți
tuturor celulelor într-un organ întreg.

De asta cele mai mari succese până acum

au fost cu structuri
care sunt plate sau goale

și tot din acest motiv cercetătorii
caută noi moduri

de a încorpora vase de sânge
într-un țesut bioprintat.

Există un potențial imens ca bioprintarea

să salveze vieți
și să ne îmbunătățească cunoștințele

despre cum funcționează organele noastre.

Iar tehnologia ne oferă o multitudine
de posibilități năucitoare,

precum tipărirea țesuturilor
cu electronice integrate.

Am putea într-o zi să creăm organe

care să întreacă actualele
capacități umane,

sau să avem proprietăți
precum pielea ignifugă?

Cât de mult am putea extinde viața umană
prin printarea și înlocuirea organelor?

Și, mai exact, cine - și ce -

va avea acces la această tehnologie
și la rezultatele ei incredibile?