Η εποχή των εκτυπωμένων ιατρικών θαυμάτων

Τους 3D printed κερατοειδείς δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Νιούκαστλ, με επικεφαλής τον καθηγητή Τσε Κόνον και έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Experimental Eye Research». Χρησιμοποίησαν έναν χαμηλού κόστους τρισδιάστατο βιο-εκτυπωτή. Το βιο-μελάνι ήταν ένα μείγμα από βλαστικά κύτταρα από τον δωρητή ενός υγιούς κερατοειδούς χιτώνα, κολλαγόνο και άλατα αλγινικών οξέων (προερχόμενα από φύκια), παράγοντας έτσι ένα υλικό αρκετά σκληρό για να διατηρεί το σχήμα του, αλλά και αρκετά μαλακό για να εκτυπώνεται. Το βιο-μελάνι εκτυπώθηκε σε ομόκεντρους κύκλους και σταδιακά σχημάτισε το σχήμα ενός κερατοειδούς χιτώνα σε λιγότερο από δέκα λεπτά, ενώ στη συνέχεια τα βλαστοκύτταρα αναπτύχθηκαν σε κανονικό ιστό, ο οποίος μπορεί να προγραμματισθεί εκ των προτέρων, ώστε να έχει τις ακριβείς διαστάσεις του ματιού του ασθενούς. Αυτοί οι 3-D κερατοειδείς χιτώνες θα περάσουν από διάφορες δοκιμές και αναμένεται να χρειαστούν μερικά χρόνια προτού αξιοποιηθούν σε μεταμοσχεύσεις.

Ερευνητές στις ΗΠΑ κατασκεύασαν έναν βελτιωμένο τρισδιάστατο εκτυπωτή ζωντανών ιστών που προορίζονται για μεταμόσχευση και αντικατάσταση αντίστοιχων κατεστραμμένων οργάνων σε ασθενείς και τραυματίες. Το επίτευγμα ανοίγει νέους δρόμους στην αναγεννητική ιατρική. Οι επιστήμονες εκτύπωσαν βιοπροσθετικούς ιστούς οστών, χόνδρου, μυών και αφτιών. Οταν οι εκτυπωμένοι ιστοί μεταμοσχεύτηκαν σε πειραματόζωα (ποντίκια και αρουραίους), ωρίμασαν σταδιακά σε πλήρως λειτουργικούς ιστούς και ανέπτυξαν σύστημα αιμοφόρων αγγείων και νεύρων.

Προς το παρόν, τα εκτυπωμένα όργανα και ιστοί έχουν μεταμοσχευθεί μόνο σε ζώα. Αν και χρειάζονται περαιτέρω βελτιώσεις, προτού οι εκτυπωμένοι ιστοί μεταμοσχευθούν σε ανθρώπους (σε λιγότερο από μια δεκαετία), ο νέος βιοεκτυπωτής έχει πλέον ξεπεράσει πολλά από τα έως τώρα τεχνικά εμπόδια. Ετσι, μπορεί να παράγει δομικά σταθερούς ιστούς σε οποιοδήποτε σχήμα και μέγεθος, οι οποίοι –και αυτή είναι η μεγάλη πρόοδος –είναι δυνατόν να τροφοδοτηθούν με θρεπτικές ουσίες και οξυγόνο αμέσως μόλις μεταμοσχευθούν στον οργανισμό. Τον εκτυπωτή δημιούργησαν ερευνητές με επικεφαλής τον Αντονι Ατάλα, διευθυντή του Ινστιτούτου Αναγεννητικής Ιατρικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Γουέικ Φόρεστ της Β. Καρολίνας και έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Nature Biotechnology».

Ο Ντέρμπι είναι ένας σκύλος που γεννήθηκε με ατελή μπροστινά άκρα, γεγονός που περιόριζε σημαντικά την κίνησή του. Δεν μπορούσε να τρέξει, να περπατήσει ή να κινηθεί επάνω σε σκληρές επιφάνειες, καθώς πλήγωνε τα παραμορφωμένα, κοντά πόδια του. Η ζωή του Ντέρμπι άλλαξε όταν γνώρισε την Τάρα Αντερσον, η οποία είχε ακούσει για τον σκύλο μέσω της εθελοντικής ομάδας διάσωσης αδέσποτων Peace and Paws και αποφάσισε να γίνει ανάδοχη «μητέρα» του για λίγο με στόχο να τον βοηθήσει. Η ίδια εργάζεται για την εταιρεία τρισδιάστατων εκτυπώσεων 3D Systems στη Νότια Καρολίνα. Μαζί με τον ειδικό στην κατασκευή προσθετικών μελών για ζώα Ντέρικ Καμπάνια, η Αντερσον και οι συνεργάτες της σχεδίασαν και εκτύπωσαν ένα ζευγάρι λαστιχένια «πόδια» με οβάλ σχήμα με στόχο να χαρίσουν στον Ντέρμπι τη στήριξη και τη σταθερότητα που χρειαζόταν. Για το όλο εγχείρημα οι ειδικοί χρησιμοποίησαν τρισδιάστατους σαρωτές και ένα εξειδικευμένο λογισμικό για τον σχεδιασμό τρισδιάστατων μοντέλων. Τα εκτυπωμένα άκρα «κομμένα και ραμμένα» στα μέτρα του Ντέρμπι αποδείχθηκαν εξαιρετικά λειτουργικά και βοηθούν το συμπαθές τετράποδο να αποκτήσει μια σχετική αυτονομία.

Ερευνητές στις ΗΠΑ χρησιμοποίησαν την τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης και κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα τεχνητό ανθρώπινο αφτί που μοιάζει και λειτουργεί όπως το φυσικό. Πρόκειται για ένα επίτευγμα που θεωρείται πολύ σημαντικό αφού, αν τελικά αυτό το τεχνητό αφτί αποδειχθεί λειτουργικό, θα μπορεί να χρησιμοποιείται σε παιδιά με εκ γενετής δυσμορφίες στα αφτιά, όπως π.χ. η μικρωτία (πρόκειται για μια γενετική ανωμαλία στην οποία το πτερύγιο του αφτιού δεν αναπτύσσεται πλήρως).

Πτυχιούχος αρχιτεκτονικού σχεδιασμού στη Νέα Ζηλανδία χρησιμοποίησε την τεχνολογία της 3D εκτύπωσης με την οποία κατάφερε να κατασκευάσει έναν «έξυπνο» επίδεσμο που λειτουργεί ως γύψος για αποκατάσταση σπασμένων οστών. Ο Cortex, όπως ονομάζεται ο επίδεσμος, ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων «εξωσκελετών», αποτελείται από πολύ ελαφρά υλικά και τοποθετείται ως γάντι στο χέρι ή στο πόδι που έχει υποστεί βλάβη. Τον εξωσκελετό δημιούργησε ο Τζέικ Εβιλ, απόφοιτος του Τμήματος Αρχιτεκτονικής και Σχεδίου του Πανεπιστημίου Βικτόρια.

Ακτίνες Χ και τρισδιάστατες σαρώσεις βοηθούν στο να δημιουργηθεί ένα 3D μοντέλο του σημείου στο οποίο έχει υποστεί τραυματισμό το οστό. Στη συνέχεια «τυπώνεται» ο εξωσκελετός ο οποίος είναι προσαρμοσμένος στα ανατομικά χαρακτηριστικά του κάθε ασθενούς. Ο Cortex είναι πολύ ελαφρύς, έχει ανοίγματα για να αερίζεται η περιοχή στην οποία τοποθετείται και επιπλέον μπορεί να καθαριστεί με νερό.