İnsan dokusunu nasıl üç boyutlu basarız - Taneka Jones

Dersin tamamı için: https://ed.ted.com/lessons/how-to-3d-print-human-tissue-taneka-jones

Organ nakil listelerinde şu anda yüz binlerce insan böbrek, kalp ve karaciğer gibi hayatlarını kurtaracak organı bekliyorlar. Ne yazık ki, bu talebi karşılayacak kadar organ bağışlanmış durumda değil. Peki ya, beklemek yerine, yeni, kişiselleştirilmiş organları sıfırdan yaratabilseydik? Taneka Jones, canlandırıcı tıbbın yeni bir dalı olan biyobaskıyı araştırıyor.

Dersi veren Taneka Jones, yöneten Hype CG.

Organ nakil listelerinde
şu anda yüz binlerce insan

böbrek, kalp ve karaciğer gibi
hayatlarını kurtaracak

organı bekliyorlar.

Ne yazık ki,

bu talebi karşılayacak kadar
organ bağışlanmış durumda değil.

Peki ya beklemek yerine

yeni ve kişiselleştirilmiş organları
sıfırdan yaratabilseydik.

İşte canlandırıcı tıbbın
yeni bir dalı olan

biyobaskının altında yatan fikir bu.

Henüz karmaşık organları basamıyoruz

ama besin ve atık
değişiminden sorumlu olan

kan damarları ve tüpler gibi

daha basit dokuları basmak şu anda mümkün.

Biyobaskı, üç boyutlu baskının
biyolojik kuzeni

ve bir seferde üç boyutlu
bir obje oluşturmak için

objenin katmanlarının üst üste
konulduğu bir teknik.

Metal, plastik ya da
seramik ile başlamak yerine

organ ve dokuların üç boyutlu yazıcısı
biyomürekkep kullanır,

bu mürekkep, canlı hücreler
içeren basılabilir bir malzemedir.

Biyomürekkebin büyük bir kısmı hidrojel
denen su zengini moleküllerden oluşur.

Bunların içine milyonlarca yaşayan hücre

ve hücreleri iletişim kurmaya ve büyümeye
teşvik edecek kimyasallar karıştırılır.

Bazı biyomürekkepler
tek tür hücre içerirken

bazıları farklı türleri birleştirmek için
daha karmaşık yapılar oluşturur.

İncik ve uyluk kemiklerinin
birbirine sürtmesini engelleyen

ve dizdeki kıkırdak parçası olan

menisküsü basmak istiyorsunuz diyelim.

Kondrosit adı verilen kıkırdak
hücrelerinden oluşur

ve biyomürekkep için bunların sağlıklı
bir kaynağına ihtiyacınız var.

Bu hücreler hücre çizgileri laboratuvarda
çoğaltılmış bağışçılardan gelebilir

veya vücutlarının reddetme
olasılığı daha az olan

kişiselleştirilmiş menisküsü oluşturmak
için hastanın kendi dokusundan alınabilir.

Çeşitli baskı teknikleri var,

en popüleri ise sıkma-temelli biyobaskı.

Bu baskı türünde biyomürekkep
bir baskı haznesine yüklenir,

ve yazıcı kafasına eklenmiş
yuvarlak bir ağızlıktan ittirilir.

400 mikrondan nadiren daha
geniş olan bir ağızlıktan çıkar

ve hemen hemen insan
tırnağı kalınlığında olan

aralıksız bir lif oluşturabilir.

Bilgisayarla işlenmiş resim veya dosya

sağlamlaşana kadar kendi yapısını
korumaya yardım eden lifleri

ya düz bir yüzeye ya da
sıvı banyosuna yönlendirir.

Bu yazıcılar bir seferde menisküsün
ince bir lifini yaklaşık bir saatte

üretebilecek kadar hızlıdır.

Baskıdan sonra bazı
biyomürekkepler anında sertleşir;

diğerleri ise yapılarını sağlamlaştırmak
için ultraviyole ışığa,ilave bir kimyasala

veya fiziksel sürece ihtiyaç duyarlar.

Baskı süreci başarılı olursa

sentetik dokudaki hücreler

birbirlerine sinyaller göndererek, besin
değişimi yaparak ve çoğalarak

gerçek hücredeki gibi
davranmaya başlarlar.

Menisküs gibi nispeten basit
yapıları zaten basabiliyoruz.

Biyobasılmış mesaneler de
başarıyla yerleştirildi

ve basılmış dokular da farelerde yüz
sinirlerinin yeniden oluşmasını sağladı.

Araştırmacılar akciğer dokusu
deri ve kıkırdakların yanında,

böbreğin, karaciğerin ve kalbin minyatür
ve yarı-işlevsel versiyonlarını ürettiler.

Ancak, hayati bir organın karmaşık
biyokimyasal ortamını kopyalamak

çok zor bir iş.

Ağızlık çok küçükse veya baskı
basıncı çok yüksekse

Sıkma-temelli biyobaskı

mürekkepteki çok sayıda
hücreyi yok edebilir.

En zorlu engellerden biri de

oksijen ve besinin gerçek boyuttaki
bir organa nasıl tedarik edileceği.

Bu yüzden şu ana kadarki
en büyük başarılar

düz ya da içi boş yapılarla elde edildi-

bu yüzden araştırmacılar kan damarlarını

biyobaskılanmış dokuyla birleştirecek
yollar geliştirmekle meşgul.

Her şeyden önce, hayat kurtarmak

ve organların nasıl çalıştığına
dair kavrayışımızı

geliştirmek için muazzam bir
biyobaskı kullanım gücü var.

Teknoloji, ankastre elektroniklerin
dokularını basmak gibi

baş döndürücü olasılıklar
dizisini önümüze seriyor.

Bir gün güncel insan kabiliyetini
aşan organlar üretebilecek miyiz?

Veya kendimize yanmaz deri gibi
özellikler ekleyebilecek miyiz?

Organlarımızı basıp yenileyerek
insan hayatını ne kadar uzatabiliriz?

Ve bu teknolojiye ve onun
inanılmaz ürünlerine

tam anlamıyla kimlerin ve
neyin erişimi olacak?