Как 3D отпечатването на органи може да революционизира медицината – The Hill

История с един поглед


  • Наскоро изследователи трансплантираха 3D отпечатано ухо, направено от стволови клетки, на 20-годишна жена, родена с микротия.

  • Биотехнологичната компания United Therapeutics тази седмица заяви, че е произвела 3D отпечатано скеле за човешки бели дробове, което може да бъде засето със собствени стволови клетки на пациента, за да създаде поносими, трансплантируеми човешки бели дробове.

  • Технологията през следващите десетилетия може да промени играта за приблизително 10 000 трансплантации на органи, които се извършват годишно, и над 100 000 души, които стоят в списъците на чакащите.

Изследователи и биотехнологични компании, които работят за революция в областта на тъканното и органното инженерство, правят големи медицински пробиви благодарение на 3D печат.

Хирурзи в Сан Антонио трансплантираха успешно 3D отпечатан ушен имплант, направен от човешки стволови клетки, на 20-годишна жена, която е родена с микротия, рядък вроден дефект, при който външното ухо е деформирано.

3DBio Therapeutics, компания за регенеративна медицина, обяви забележителността процедура миналата седмица като част от първо по рода си клинично изпитване, което включва 11 пациенти с микротия.

Процесът използва конвенционални техники за 3D печат, при които компютърен модел на ухото се подава в принтер. Но вместо да се поставят материали като пластмаса, метал или смола, биосъвместим материал или „биомастило“ се използва за изграждане на скеле, което действа като скелет за тъканта, която се отпечатва. След това скелето се засява с клетки от пациента и се култивира, така че клетките да могат да се размножават. Оттам имплантът се трансплантира на пациент. Изследователите казват, че тъй като клетките идват от собствената тъкан на пациента, е малко вероятно новото ухо да бъде отхвърлено от тялото.

Докато лабораторно отгледани уши и други тъкани са били имплантирани на пациенти и преди, скорошното съобщение от 3DBio Therapeutics бележи първия път, когато 3D отпечатан имплант, направен от жива тъкан, е бил използван за замяна на част от тялото на пациент.

„До този момент в полето е имало редица тъкани, които са били проектирани и имплантирани на пациенти. Но те всъщност са създадени на ръка, един по един “, каза Антъни Атала, директор на Института за регенеративна медицина Уейк Форест, който не участва в проучването. Атала и неговият екип успешно имплантираха първия в света лабораторно отгледан пикочен мехур на пациент през 1999 г.

„Това, което принтерът прави, е, че ви дава няколко предимства. Това ви дава повече прецизност и надеждност, защото можете да създавате структурите по един и същи начин всеки път. Това ви дава мащабируемост, защото сте в състояние да произвеждате повече от тях по автоматизиран начин. И по този начин ви дава и намалена цена на продуктите “, каза той.

Процедурата microtia е сред няколкото скорошни постижения в инженерството на органи и тъкани и може да проправи пътя за по-амбициозни проекти, като евентуално 3D отпечатване на по-функционални тъкани или органи като черен дроб и бъбреци за трансплантации, въпреки че изследователите подчертават, че това е успешно. все още далеч в бъдещето.

Но по-рано този месец отделна компания, наречена United Therapeutics разкри, че е произведено 3D отпечатан човешки белодробен скеле, който може да бъде засят със собствени стволови клетки на пациента, за да се създадат поносими, трансплантируеми човешки бели дробове, които не изискват имуносупресия, за да спре тялото да отхвърля органа. Крайната цел е да се създаде неограничен запас от трансплантируеми бели дробове в бъдеще. Компанията го нарече „най-сложният 3D отпечатан обект в света“ и очаква клинични изпитания върху хора през следващите пет години, цел, която според Atala е постижима.


Америка се променя по-бързо от всякога! Добавете Changing America към вашия Facebook или Twitter емисия, за да останете на върха на новините.


Технологията през следващите десетилетия може да промени играта за приблизително 10 000 трансплантации на органи, които се извършват годишно, и над 100 000 души, които стоят в списъците на чакащите.

„Има милиони и милиони хора, които просто не могат да влязат в списъка на чакащите, защото не отговарят на изискванията. Така че наистина има нужда от органи “, каза Адам Файнбърг, съосновател на компанията за регенеративна медицина FluidForm и професор по биомедицинско инженерство и материалознание и инженерство в университета Карнеги Мелън.

Файнбърг каза, че неговата лаборатория в Carnegie Mellon през 2010 г. започна да адаптира 3D принтери за биопечат, тъй като патентите за пластмасови принтери изтичаха и компаниите започнаха да произвеждат евтини настолни принтери с отворен код.

„Изведнъж имаше цялата тази иновация. И въпросът, който зададох на моите студенти, беше, можем ли да използваме това за изграждане на биопринтер, тъй като съществуващите биопринтери по това време бяха като четвърт милион долара, което не е реалистично “, каза той.

Feinberg помогна за разработването на форма на 3D биопринтиране, наречена FRESH, която включва инженерна тъкан в поддържащ гел, за да запази структурата сигурна по време на печат. Оттогава FluidForm използва процеса за изграждане на части от човешкото сърце, включително вентрикули, клапи и кръвоносни съдове.

FluidForm работи върху изграждането на функционални части на човешкото сърце, за да помогне на биофармацевтичната индустрия да разработи по-добри лекарства за лечение на различни видове кардиомиопатия, сърдечна недостатъчност, аритмии и други сърдечни заболявания. Файнбърг каза, че работата е важна, тъй като в момента няма добър модел за разработване на нови лекарства за сърцето.

„Сърдечните заболявания все още са водещата глобална причина за смърт, така че разработването на по-добри лекарства е доста критично“, каза той.

Компанията също така разработва технология за 3D печат за изграждане на скелета за заздравяване на рани, които са твърде големи, за да заздравеят сами.

В Станфордския университет екипът на Марк Скайлър-Скот използва процеси на 3D биопринтиране за производство на сърдечна и съдова тъкан. Изследователите се надяват да помогнат при лечението на вродени сърдечни дефекти при деца.

„Мисля, че докато мечтата за тъканно инженерство е живяла, способността му наистина да създава тъкан едва започва да изглежда като реална възможност“, каза Скайлър-Скот.

„И благодарение на десетилетия работа на пионери в областта, ние започваме да виждаме, че тези терапии влизат в клинични изпитвания, което е много вълнуващо“, каза той.

Скайлър-Скот, асистент по биоинженерство в училищата по инженерство и медицина в Станфорд, отбеляза, че въпреки че е постигнат напредък по по-лесните цели и клиничните изпитвания на по-прости тъкани, като например извън ухото, се движат напред, все още вероятно ще бъде десетилетия, докато има цял твърд органен печат.

„Но това не означава, че не трябва да полагаме основите сега. Има истинска причина за вълнение в областта. Тези технологии променят играта.”

Публикувано на юни. 10, 2022

Leave a Comment