Første komplette hjerte fra 3D-printeren

Forskere udskriver organ med menneskeligt væv

Menneskeligt hjerte fra 3D-printeren i miniature © 2019 Dvir et al / Advanced Science / Wiley
læst op

Trykt pumpeorgel: For første gang har forskere skabt et komplet hjerte ved hjælp af 3D-udskrivning. Orgelet består udelukkende af menneskeligt væv og har alle de vigtige strukturer, såsom blodkar. Selvom det trykte hjerte stadig er meget mindre end den naturlige model og endnu ikke kan pumpe koordineret. Ikke desto mindre kunne processen bruges i fremtiden til at producere livreddende organer til patienter med hjertesygdom, så håbet.

3D-udskrivning er ikke længere kun et værktøj fra industri og teknologi - trendteknologi bliver også stadig vigtigere inden for medicin. Så forskere har allerede trykt forskellige silikoneimplantater og endda væv som funktionel menneskelig hud eller kunstige æggestokke.

I fremtiden vil selv komplekse organer som hjertet blive avlet på tilpassede biokompatible stilladser fra 3D-printeren. Det er præcis, hvad Tal Dvir fra Universitetet i Tel Aviv og hans kolleger har taget et afgørende skridt hen imod at nå dette mål: For første gang har de skabt et komplet hjerte af menneskeligt væv ved hjælp af 3D-udskrivning, omend i miniature.

Donorvæv producerer hjerteceller og en hydrogel, som kan "udskrives" i et pumpeorgan. © 2019 Dvir et al./ Advanced Science / Wiley

Hydrogel af donormateriale

Til deres undersøgelse tog forskerne fedtvæv fra abdomen fra forsøgspersoner og adskilte cellulosemateriale og acellulært materiale fra hinanden. Cellerne blev derefter omprogrammeret til pluripotente stamceller - celler, der kan differentiere sig i forskellige typer af kropsceller. Fra de ekstracellulære molekyler såsom kollagen og glycoproteiner lavede Dvir og hans team igen en hydrogel, hvorfra de dannede det understøttende væv til hjertet.

De genererede stamceller blev med succes differentieret til myocardiale og endotelceller og kunne "udskrives" i den ønskede form i kombination med hydrogelindretningen. På denne måde blev oprindeligt skabt såkaldte "hjerteplastre", vævsplaster, der f.eks. Bruges efter et hjerteanfald til at kolonisere døde pletter med friske celler igen. Derefter formåede teamet endda at skabe et helt orgel. udstilling

Orgel med blodkar og co

"Det er første gang, der udskrives et komplet hjerte sammen med cellevæv, blodkar og ventrikler, " forklarer Dvir. ”I øjeblikket er vores 3D-hjerte stadig lille, omtrent lige så stor som en kaninhjerte. Men for at skabe et større menneskeligt hjerte, har du brug for den samme teknologi. "

Det særlige ved forskernes tilgang er, at de også producerede den understøttende hydrogel fra biologisk materiale fra celledonoren. Den organlignende struktur består udelukkende af humant væv med undtagelse af nogle få tilsætningsstoffer. "Biokompatibilitet er afgørende for at minimere risikoen for organafstødning, " siger Dvir. "Her præsenterer vi et væv, der er helt i overensstemmelse med patientens immunologiske, cellulære, biokemiske og anatomiske egenskaber."

Pumper kan ikke gøre det endnu

Det vil dog stadig tage et stykke tid, indtil personaliserede hjerter fra 3D-printeren rent faktisk kan bruges i praksis. Fordi i øjeblikket forskernes organ ligner den naturlige model, men det opfører sig ikke sådan. ”Vi er stadig nødt til at udvikle de trykte hjerter. Selvom cellerne kan samle sig indtil videre, fungerer de ikke sammen for at udføre koordinerede organfunktioner såsom pumpning, ”siger Dvir.

”Vi håber, at vi får succes, og at vi vil være i stand til at demonstrere fordelene ved vores metode i de kommende år, ” afslutter forskeren. Hvis dette faktisk fungerer, ville dette være et vigtigt skridt. Fordi hjertesygdomme er en af ​​de vigtigste dødsårsager i hele verden - ved hjælp af trykte organer kunne mange berørte mennesker hjælpes hurtigere. Derefter ville du ikke længere stole på et donororgan. (Advanced Science, 2019; doi: 10.1002 / advs.201900344)

Sådan kom hjertet ud af 3D-printeren Dpa / glomex

Kilde: American Friends of Tel Aviv University

- Daniel Albat