3D baskılı organlar, nakil sıkıntısını gidererek hayat kurtarabilir

0
25

Bağışlanan organlara duyulan ihtiyaç, yeni bir 3D baskı tekniği kullanılarak ele alınabilir. Kredi: Shutterstock

Küresel organ kıtlığı ve sınırlı organ bağışçıları nedeniyle, ağır yaralanma, hastalık veya genetik koşullar durumunda binlerce hasta organ ve doku ihtiyacı bırakmaktadır. Bu hastaların çoğu nakil yapılamadan ölür.

Doku mühendisliği, hasarı değiştirmek veya onarmak için kalıcı çözümler olarak yapay doku ve organ ikameleri üretmeye çalışan yeni bir alandır.

Biyomedikal mühendisliği araştırmacıları olarak, hasarlı dokuların yenilenmesine yardımcı olabilecek ve potansiyel olarak yapay organların oluşmasına yol açabilecek iskele adı verilen 3B geçici organ yapıları geliştiriyoruz. Bu dokular, biyomalzemelerden inşa edilen yapılarda sinir onarımı dahil olmak üzere çeşitli doku mühendisliği uygulamalarında da kullanılabilir.

Baskı doku

Periferik sinir sistemindeki hasarı tedavi etmek için dünya çapında yılda yaklaşık 22,6 milyon hasta beyin cerrahisi müdahalesine ihtiyaç duymaktadır. Bu hasar, öncelikle motorlu taşıt kazaları, şiddet, işyeri yaralanmaları veya zor doğumlar gibi travmatik olaylardan kaynaklanmaktadır. Küresel sinir onarımı ve yenilenmesinin maliyetinin 2025 yılına kadar 400 milyon doların üzerine çıkması bekleniyor.

Mevcut cerrahi teknikler, cerrahların sinir uçlarını yeniden hizalamasına ve sinir büyümesini teşvik etmesine izin vermektedir. Bununla birlikte, yaralanan sinir sistemindeki iyileşme insidansı garanti edilmez ve işlevin geri dönüşü neredeyse hiçbir zaman tamamlanmaz.

3D baskılı organlar, nakil sıkıntısını gidererek hayat kurtarabilir

Büyük sinir yaralanmaları (2 cm’den büyük), yaralı sinirin iki tarafını birbirine bağlamak için köprü görevi görecek bir iskeleye ihtiyaç duyar. Kredi: Saman Naghieh, Yazar sağladı

Sıçanlar üzerinde yapılan hayvan çalışmaları, bir yaralanmanın iki santimetreden fazla siniri tahrip etmesi durumunda, boşluğun düzgün bir şekilde kapatılamayacağını ve kas fonksiyonunun veya hissinin kaybına neden olabileceğini göstermiştir. Bu durumda, özellikle büyük sinir yaralanmaları durumunda, hasarlı sinirin iki tarafını köprülemek için bir iskele kullanmak önemlidir.

3B biyoyazıcı, 3B yazıcılara benzer şekilde, 3B yapıları katman katman yazdırır. Araştırma ekibimiz, bu tekniği kullanarak hastanın sinir hücrelerinden oluşan gözenekli bir yapı ve yaralı bir siniri köprülemek için bir biyomateryal oluşturdu. Alglerden elde edilen aljinat kullandık çünkü insan vücudu onu reddetmiyor.

Bu teknik henüz insanlarda test edilmemiş olsa da, bir kez rafine edildiğinde, doku ve organ bekleyen hastalara yardım etme potansiyeline sahiptir.

Maddi zorluklar

Aljinat, 3D baskı sırasında kolayca çöktüğü için çalışmak için zor bir malzemedir. Araştırmamız, yazdırılabilirliğini artırmak için yeni tekniklerin geliştirilmesine odaklanmaktadır.

Sinir onarımı için aljinat, canlı hücrelerin büyümesi ve işlevleri için uygun özelliklere sahiptir, ancak zayıf 3B basılabilirliği, üretimini önemli ölçüde sınırlar. Bu, aljinatın baskı işlemi sırasında kolayca aktığı ve çökmüş bir yapıya neden olduğu anlamına gelir. Hücrelerin, 3 boyutlu yazıcı ile oluşturulan gözenekli bir aljinat yapı içinde bulunduğu bir üretim yöntemi geliştirdik.

3D baskılı organlar, nakil sıkıntısını gidererek hayat kurtarabilir

3D yazıcı tarafından üretilen yapay bir kulak: tıbbi görüntülemeden biyomateryal ve hücrelerden yapılmış özelleştirilmiş bir iskele oluşturmaya kadar. Kredi bilgileri: Saman Naghieh

Önceki araştırmalar, sinir rejenerasyonunu iyileştirmek için gözenekli bir yapıya sahip olmayan bir yığın aljinat oluşturmak için kalıplama tekniklerini kullanıyordu; hücreler bu kadar katı bir ortamı sevmezler. Bununla birlikte, gözenekli bir aljinat yapının 3D baskısı zordur ve genellikle imkansızdır.

Araştırmamız, bu sorunu, aljinattan oluşan gözenekli bir yapıyı kalıplanmış bir dökme algianttan ziyade katman katman yazdırarak ele almaktadır; bu yapı birbirine bağlı gözeneklere sahiptir ve hücre dostu bir ortam sağlar. Hücreler birbirleriyle kolayca iletişim kurabilir ve yenilenmeye başlayabilirken, 3B yazdırılmış aljinat onlar için geçici bir destek sağlar.

Araştırmacılar, sinir yaralanmalarının yanı sıra diğer yaralanmalardan muzdarip hastalar için 3D baskılı yapıların uygulanmasına doğru gidiyor.

Fabrikasyon aljinat yapı bir hastaya implante edildikten sonra, asıl soru vücuttaki dokular tarafından uygulanan kuvvetleri tolere edecek kadar mekanik stabiliteye sahip olup olmadığıdır. Aljinat yapıların mekanik davranışını tahmin etmek için yeni bir sayısal model geliştirdik.

Çalışmalarımız, aljinat yapıların başarısını değerlendirirken dikkate alınması gereken ana faktör olan hücre yanıtının anlaşılmasına yardımcı olacaktır.

3-D baskılı, gerçeğe yakın kalp modelleri, yarının cerrahlarının eğitimine yardımcı olabilir.

Bu makale The Conversation’dan Creative Commons lisansı altında yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.Konuşma

Atıf: 3B yazdırılmış organlar, 7 Nisan 2021’de https://medicalxpress.com/news/2021-04-3d-printed-transplant-shortage.html adresinden alınan nakil sıkıntısını (2021, 7 Nisan) ele alarak hayat kurtarabilir.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz