Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok XIV; No 3201

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

   

Jedno zdumienie dziennie...

 
.
 

Ucho z drukarki.

Zasadniczą trudnością w stosowaniu transplantacji organów stanowi mechanizm obronny organizmu. Dawca organu musi mieć immunologiczne cechy doskonale zgodne z właściwościami biorcy, w przeciwnym razie następuje odrzucenie organu zwykle z tragicznym skutkiem. 
Stąd pacjenci mogą oczekiwać miesiące czy nawet lata na pojawienie się odpowiedniego dawcy. Idealne rozwiązanie znaleźli rzekomo Chińczycy. Na skazanych na karę śmierci przeprowadzano szczegółowe badania, a potem odstrzelano w mairę zapotrzebowania ma tkanki wśród naczelnych władz partyjnych. Zaniechano jednak stosowanie tej metody z nieznanych bliżej względów. 
Istnieją jednak perspektywy rozwiązania tej trudności w inny sposób. 
W technologii od jakiegoś czasu stosuje się drukarki trójwymiarowe do produkcji precyzyjnych części maszyn i urządzeń badawczych. Drukarka trójwymiarowa jest rozszerzeniem drukarki komputerowej tzw plujki (drukarki wtryskowej - inkjet printer). Tak jak w zwykłych drukarkach tusz odpowiedniej barwy wystrzelany jest z zasobników sterowanych komputerowo i deponowany na nośniku, np na papierze, drukarka trójwymiarowa robi to samo tylko w trzecim wymiarze. Po prostu nakłada na to samo miejsce warstwa po warstwie odpowiednie substancje, najczęściej polimery, co daje w sumie wymaganą konstrukcję. Miejsca puste przewidziane w wytwarzanej części drukowane są żelem rozpuszczalnym w wodzie. Po dokończeniu druku są wymywane i skomplikowana struktura gotowa do montażu w urządzeniu.
Odpowiednio zmodyfikowaną metodę udało się zastosować w medycynie. Najpierw prowadzi się hodowlę komórek pobranych od pacjenta. Zawiesinę konglomeratów komórek wielkości rzędu 100-500 mikronów używa się jak tusz w drukarce. Nanosi się je na powierzchnię rusztowani wykonanego z materiału rozpuszczalnego w wodzie. Rusztowanie to kopiuje strukturę organu,  np układ naczyń krwionośnych. Konglomeraty komórkowe zawierają po 10.000-30.000 wyhodowanych komórek. Po krótkim czasie tak naniesione komórki organizują się same w potrzebny organ. Udało się to np do wytwarzania pęcherza moczowego gdzie komórkami wyjściowymi do hodowli pobierano od pacjenta. I tu zasadnicza zaleta polega na tym, że komórki do hodowli pobierane od samego pacjenta zestawią się w organ nie narażony na odrzucenie po przeszczepieniu. 
Następny etap to drukarki organów złożonych z komórek różnego rodzaju wchodzących w skład odtwarzanych organów. Drukarka układa je trójwymiarowo wedle potrzebnego deseniu naśladującego strukturę hodowanego organu. Puste przestrzenie wypełnia się żelem rozpuszczalnym w wodzie, któty zostanie wypłukany po 'druku'. Drukarka tak musi dysponować całym szerehiem komórkowych 'atramentów' i żelem. Oczywiście wszystko sterowane jest z maksymalną dokładnością przez odpowiedni program komputerowy jak w drukarce kolorowej, tylko rozszerzonej do trzeciego wymiaru. Na tym etapie medycyna praktyczna jeszcze nie jest, ale badania są w toku.  
Ostatnio specjaliści od transplantacji z Cornell Medical College wyprodukowali omawianą metodą małżowinę uszną. Korzystając z tkanki chrzęstnej oraz komórek macierzystych pacjenta udało się 'wydrukować' ucho zupełnie przypominające normalną małżowinę uszną  nadającą się do wszczepienia bez czekania na dawcę i bez groźby odrzucenia. Metoda jest stosunkowo szybka. Pół dnia potrzeba na zaprogramowanie i wykonanie modelu, jakiś dzień na druk, po usunięciu rusztowania umieszcza się małżowinę uszną na kilka dni w odpowiedniej pożywce. Komórki 'samoorganizują' się i organ jest gotów do przeszczepu. Od ucha do nerek czy wątroby to droga daleka, ale drogę możemy uważać za wytyczoną. 
Warto tu sobie zdać sprawę, że cała ta procedura jest kontynuacją techniki druku wypracowanej w piętnastym wieku przez Gutenberga (w nazwisku miał zawarte gęsie mięso - Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg 1395-1468). Może to jakaś zabawa historii?) 

Metoda mozolnego wybierania czcionek z kaszty drukarskiej, stosowane gdzieniegdzie prawie do końca ubiegłego wieku, przekształciła się w odlewanie czcionek, wreszcie rzucanie farby wedle wzoru utrwalonego fotograficznie, i do wersji współczesnej, gdzie litery formułuje się elektronicznie i przekazuje 'plujce' czy innej drukarce. Teraz jesteśmy na etapie zastępowania liter żywymi komórkami, które zamiast na papier rzucane są na odpowiedni trójwymiarowy szkielet i same tworzą wymaganą strukturę. Ale istota druku jest ta sama.
Co dalej?
Oto obrazek operacji transplantacyjnej w niedalekiej przyszłości. 

Czekamy na drukarki czterowymiarowe, ale pojęcia nie mam jakby mogły wyglądać i działać.

[o perspektywie produkcji mięsa przy pomocy druku jest tu.]

[QZE10::154];[QEP77::130];[QEQ30::088]9
w sieci 21.2.2013; nr 3201

 

 


 

witrynę prowadzi
© R. Antoszewski
Titirangi, Auckland, 
Nowa Zelandia

(wybrane do publ. R. Antoszewskiego)

  Site Meter