Εκτύπωση τεχνητού ιστού απευθείας στο σώμα

Oι 3D εκτυπωτές χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο στην ιατρική- μεταξύ άλλων για την εκτύπωση τμημάτων, όπως αρθρώσεις, προσθετικά κ.α.

Ωστόσο ως επί το πλείστον αυτά δημιουργούνται εκτός σώματος και εμφυτεύονται μετά, και η διαδικασία εμφύτευσης είναι δύσκολη, καθώς προϋποθέτει χειρουργική επέμβαση, κίνδυνο μολύνσεων, πιθανές επιπλοκές κ.α. Σε αυτό το πλαίσιο, ερευνητές ακολούθησαν άλλη πορεία, αναπτύσσοντας μια τεχνολογία για την εκτύπωση ιστών απευθείας στο σώμα.

Υπάρχουν δύο βασικά στοιχεία που χρειάζονται για τη δημιουργία τεχνητού ιστού: Μια «βιο-μελάνη» που αποτελείται από ένα υλικό- ικρίωμα/ πλαίσιο που περιλαμβάνει ζωντανά κύτταρα και παράγοντες ανάπτυξης που βοηθούν τα κύτταρα να αναπτύσσονται και να εξελίσσονται σε ιστό.

Επίσης, πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν και άλλοι παράγοντες, όπως το ότι η δημιουργία του ιστού πρέπει να γίνεται σε θερμοκρασία σώματος (37 βαθμούς Κελσίου), το ότι πρέπει να προσκολλάται αποτελεσματικά σε μαλακό, ζωντανό ιστό και ότι η όλη διαδικασία δεν πρέπει να είναι επιβλαβής στον ασθενή (όπως ισχύει πχ για τη χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας που απαιτείται για τη στερεοποίηση του ιστού).

Ο Αλί Χαντεμχοσεϊνί , διευθυντής και διευθύνων σύμβουλος του Terasaki Institute, ο Ντέιβιντ Χέλτσλε, του Ohio State University και ο Αμίρ Σεΐχι, του Pennsylvania State University, ανέπτυξαν μια ειδικά διαμορφωμένη βιο-μελάνη που είναι σχεδιασμένη για εκτύπωση απευθείας στο σώμα, σε φυσιολογική θερμοκρασία- ενώ επίσης η επεξεργασία της γίνεται με ασφάλεια, χρησιμοποιώντας ορατό φως μέσα στο σώμα.

Για τη δημιουργία του ιστού χρησιμοποίησαν 3D εκτύπωση, που χρησιμοποιεί ρομποτικό εξοπλισμό με ακροφύσια. Η βιο-μελάνη απελευθερώνεται μέσω του ακροφυσίου με ακριβή, προγραμματισμένο τρόπο.

Οι ερευνητές επίσης δούλεψαν σε μεθόδους για προσκόλληση τμημάτων ιστού που σχηματίζεται με αυτόν τον τρόπο σε μαλακές επιφάνειες. Σε σχετικά πειράματα για προσκόλληση ιστού σε κομμάτια κρέατος κοτόπουλου και αγαρόζη, η ομάδα χρησιμοποίησε μια ειδική τεχνική, χρησιμοποιώντας τον ρομποτικό 3D εκτυπωτή και την ειδική βιο-μελάνη.

Το ακροφύσιο τροποποιήθηκε έτσι ώστε να μπορεί να διεισδύει σε μαλακές επιφάνειες και να γεμίζει τον χώρο με βιο-μελάνη καθώς αποσύρεται, δημιουργώντας μια «άγκυρα» για τον ιστό. Καθώς το ακροφύσιο φτάνει στην επιφάνεια, αφήνει μια επιπλέον ποσότητα βιο-μελάνης για να «κλειδώσει» την «άγκυρα».

Ο μηχανισμός αυτός, κατά τους ερευνητές, επιτρέπει καλύτερη προσκόλληση εντός του σώματος του ασθενούς.