Organer På Efterspørgsel? 3D-Printere Kunne Bygge Hjerter, Arterier

{h1}

Off-the-shelf 3d-printere kunne en dag hjælpe med at skabe levende organer til at hjælpe med at reparere den menneskelige krop, siger forskere.

Off-the-shelf 3D-printere kunne en dag hjælpe med at skabe levende organer til at hjælpe med at reparere den menneskelige krop, siger forskere.

Forskere har udviklet en måde at 3D print modeller af forskellige anatomiske strukturer, herunder hjerter, hjerner, arterier og knogler. I fremtiden kan denne proces bruges til at skabe 3D-trykte bløde implantater, hvor levende væv kan vokse til at danne organer. En anden ansøgning til denne innovative teknologi kan være fødevareprintere, der minder om de replikatorer, der ses på tv-showet "Star Trek", tilføjede forskerne.

En 3D-printer er en maskine, der skaber genstande fra mange forskellige materialer: plastik, keramik, glas, metal og endnu mere usædvanlige ingredienser, såsom levende celler. Enheden fungerer ved at deponere lag af materiale, ligesom almindelige printere lægger blæk, undtagen 3D-printere kan også lægge flade lag oven på hinanden for at bygge 3D-objekter. [7 kølige anvendelser af 3D-trykning i medicin]

Konventionelle 3D-printere fremstiller objekter fra stive materialer, hvor hvert lag modtager et solidt fundament fra lagene nedenfor. Imidlertid har trykning af bløde materialer vist sig at være svært, beslægtet med at bygge en genstand ud af Jell-O.

"Metaller, keramik og stive polymerer er blevet trykt i 3D i mange år, men bløde materialer, der kan deformere under egen vægt, har været mere udfordrende at understøtte under udskrivningsprocessen", siger Adam Feinberg, en biomedicinsk ingeniør ved Carnegie Mellon University og seniorforfatter af den nye undersøgelse.

Forskere har brugt 3D-printere til at oprette stive medicinsk udstyr tilpasset til individuelle patienter; disse enheder omfatter høreapparater, tandimplantater og proteser. Imidlertid kunne Feinberg bruge 3D-printere til at skabe bløde implantater, en proces kendt som bioprinting, og kunne tilbyde alternativer til traditionelle transplantater til reparation eller udskiftning af beskadigede organer.

"De potentielle anvendelser, vi forestiller os, er inden for vævsteknik - i det væsentlige 3D-tryksætninger og -celler til genvinding af væv og organer," forklarede Feinberg WordsSideKick.com.

Forskerne har udviklet en måde at 3D-print bløde materialer i et bad af støttende væske, der indeholder gelatinepulver, svarende til den type, der findes i et supermarked.

"Vi udskriver en gel inde i en anden gel, som gør det muligt for os at positionere det bløde materiale nøjagtigt, da det bliver trykt, lag for lag," sagde Feinberg i en erklæring.

Ved hjælp af medicinsk billeddannelsesdata anvendte forskerne deres nye teknik, kaldet FRESH, eller "Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels" til at udskrive forenklede, anatomiske strukturer af konceptet. Disse blev fremstillet af en række biologiske materialer, såsom kollagen fundet i sener og ledbånd. Teststrukturerne omfattede en human lårben, en human kranspulsårer, et fem-dages embryonisk hjertehjertet og de ydre folder af en menneskelig hjerne. [5 Crazy Technologies, der er revolutionerende bioteknologi]

Modellerne blev trykt med en opløsning på ca. 200 mikron, siger forskerne. (Til sammenligning er det gennemsnitlige menneskehår ca. 100 mikron bredt.)

"Vi kan tage materialer som kollagen, fibrin og alginat, hvilke typer af materialer kroppen bruger til at bygge sig selv, og 3D udskrive dem," sagde Feinberg. "Vi kan nu bygge vævstekniske stilladser ved hjælp af disse materialer i utroligt komplekse strukturer, som tættere matcher de af ægte væv og organer i kroppen." (Fibrin hjælper med at fylde blodpropper, mens alginat findes i mange tang.)

I denne nye teknik kan støttegelen omkring 3D-strukturerne let smeltes væk og fjernes ved opvarmning til kropstemperatur. Sådanne temperaturer ville ikke skade nogen delikate biologiske molekyler eller levende celler udskrevet i metoden, sagde forskerne.

Forskerne advarede om, at de endnu ikke har bioprintede organer. "Dette arbejde er et vigtigt skridt i den retning ved at sætte os i stand til at bruge biologiske materialer, som vi mener er nødvendige for at gøre dette," sagde Feinberg. "Men mange års forskning er stadig påkrævet."

I fremtiden planlægger forskerne at indarbejde virkelige hjerteceller i deres arbejde, sagde de. De 3D-trykte strukturer vil tjene som stilladser, hvor cellerne kan vokse og danne hjerte muskler.

Bioprintende levende celler er et voksende felt, men indtil nu har de fleste 3D bioprinters retailed for mere end $ 100.000 eller krævet specialiseret ekspertise til at operere (eller begge), hvilket begrænser mulighederne for teknikkens omfattende vedtagelse. Denne nye metode kan dog gøres med 3D-printere på forbrugerniveau, der koster mindre end $ 1.000. Det bruger også open source software, som forskerne siger, at de inviterer andre til at hakke og forbedre.

"Vores vision er, at andre forskningsgrupper kan tage denne teknologi og anvende den bredt til andre vævsteknikker og bløde materialer. 3D-udskrivning udfordringer," sagde Feinberg.

Forskerne beskriver deres resultater online i dag (23. oktober) i tidsskriftet Science Advances.

Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook og Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




Forskning


Ny Enhed Kan Oplades Din Smartphone, Mens Du Går
Ny Enhed Kan Oplades Din Smartphone, Mens Du Går

10 Ikke-Morderiske Ting Droner Gør Hver Dag
10 Ikke-Morderiske Ting Droner Gør Hver Dag

Videnskab Nyheder


Gravitationsbølger Vs Gravity Waves: Kend Forskellen!
Gravitationsbølger Vs Gravity Waves: Kend Forskellen!

For Socialt Arbejde At Arbejde, Skal Folk Vide, At De Tilhører (Op-Ed)
For Socialt Arbejde At Arbejde, Skal Folk Vide, At De Tilhører (Op-Ed)

Fysikere Fandt Lige De Sidste Savnede Protoner Og Neutroner I Universet
Fysikere Fandt Lige De Sidste Savnede Protoner Og Neutroner I Universet

Bad-Rap-Flagermus I Fare For Udslettelse Over Hele Verden (Billeder)
Bad-Rap-Flagermus I Fare For Udslettelse Over Hele Verden (Billeder)

Når Mænd Bider Mænd: Den Beskidte Sandhed
Når Mænd Bider Mænd: Den Beskidte Sandhed


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com