Tyrėjai iš Tventės universiteto (Nyderlandai) padarė pažangą biospausdinimo technologijoje, kuri gali pakeisti tai, kaip mes sukuriame kraujagysles turinčius audinius. Jų naujoviškas biorašalas, neseniai pristatytas Pažangios sveikatos priežiūros medžiagospristato būdą, kaip tiksliai nukreipti mažų kraujagyslių augimą ir organizavimą 3D biospausdintuose audiniuose. Mažos kraujagyslės imituoja sudėtingus žmogaus kūno tinklus.
3D atspausdinti organai gali sukelti revoliuciją medicinoje pateikdami sprendimus dėl organų nepakankamumo ir audinių pažeidimo bei kurdami naujus gydymo būdus. Tačiau pagrindinis iššūkis yra užtikrinti, kad šie atspausdinti audiniai gautų pakankamai maistinių medžiagų ir deguonies, o tai labai svarbu jų išlikimui ir funkcionavimui. Be kraujagyslių šie audiniai negali efektyviai gauti maistinių medžiagų ar pašalinti atliekų, todėl ribojamas jų efektyvumas. Todėl gebėjimas 3D biospausdinti kraujagysles yra esminė pažanga.
Audinių inžinieriai jau galėjo nustatyti kraujagysles biospausdinimo proceso metu, tačiau šios kraujagyslės dažnai neprognozuojamai keičiasi, kai kultivuojamos laboratorijoje arba implantuojamos į kūną, todėl sumažėja inžinerijos būdu sukurto audinio efektyvumas. Twente universiteto komandos sukurtas programuojamas bioinkas sprendžia šią problemą, užtikrindamas dinamišką kraujagyslių augimo ir pertvarkymo valdymą laikui bėgant. Tai atveria naujas galimybes kurti inžinerinius audinius, turinčius ilgalaikį funkcionalumą ir pritaikomumą.
Kraujagyslės pagal poreikį
Šis pažangiausias bioink yra modifikuotas mažais DNR dalelėmis, vadinamomis aptameriais. Šie aptameriai gali būti užprogramuoti taip, kad prireikus surištų ir išlaisvintų biocheminius signalus. Šis metodas imituoja natūralų žmogaus kūno būdą, kai audinių mikroaplinka veikia kaip augimo signalų rezervuarai, išleidžiant juos tik tada, kai reikia. Tai leidžia biorašui kontroliuoti kraujagyslių formavimąsi ir nukreipti jų vystymąsi atsižvelgiant į audinių poreikius.
„Mūsų laboratorija anksčiau sukūrė aptameru pagrįstą technologiją, skirtą tiekti baltymus, skatinančius naujų kraujagyslių augimą“, – sako mokslininkai Jeroenas Rouwkema ir Deepti Rana iš Tventės universiteto Vascularization Lab. „Tačiau ši technologija išsiskiria tuo, kad ji gali veikti ne tik trimis dimensijomis, bet ir laikui bėgant. Mes tai vadiname 4D valdymu.”
„Remiantis tuo, mokslininkai dabar sujungė šį metodą su ekstruzija pagrįstu 3D biospausdinimu. Rezultatas yra programuojamas biorašalas, imituojantis natūralų organizmo biocheminių signalų pateikimo būdą, todėl galime nukreipti kraujagyslių augimą kontroliuojamoje laboratorijos aplinkoje. priartina mus prie inžinerinių audinių, kurie veikia kaip tikri organai“, – sako Rouwkema ir Rana.