Bioprinting, czyli narządy z drukarki – wielkie możliwości czy ogromne zagrożenie?
Kompleksowym celem modelowania przestrzennego umiejscowienia komórek tkankowych, a także komórek rusztowań jest jak najwierniejsze odtworzenie struktury, która docelowo ma zostać uzupełniona za pomocą druku 3D (14). Przy obecnych możliwościach projektowania i modelowania struktur biologicznych, źródło materiału do wytworzenia podzielić można dwojako:
- obrazowanie medyczne – zdjęcia oraz informacje pochodzące z szerokiego wachlarza maszyn diagnostyczno-obrazowych, takich jak: TK, MRI, USG, X-ray i innych, stosowane najczęściej w implantach docelowych.
- modelowanie własne – tworzenie od podstaw pożądanej struktury biologicznej, stosowane najczęściej w hodowlach komórkowo-tkankowych.
Idealnym przykładem modelowania własnego, bazującego na odpowiednim projektowaniu tkankowym, są pierwsze udane próby drukowanych naczyń krwionośnych. Całość pracy docelowo ma się opierać na zapewnieniu walcowatego kształtu uzyskanej struktury z drożnym kanałem, pozwalającym na aktywny transport krwi oraz składników osocza. W celu uzyskania takowej struktury komórki naczyń, wraz z towarzyszącymi matrycami wzrostu (np. fibroblastami), osadza się najpierw w żelu agarowym. Takie przejściowe, kompleksowe struktury pozostawia się na odpowiedni czas w celu wzrostu i rozwoju właściwych komórek, po czym całość umieszcza się w specjalnie dobranym roztworze bioreakcyjnym. Środowisko roztworu wypełnione jest substancjami mającymi dwa zasadnicze cele – dostarczyć odpowiednie czynniki wzrostu, które będą odpowiedzialne za dalszy rozwój włókien mięśniowych na ścianach naczyń i ujednolicenie struktury, a także wytrawienie żelu agarowego w celu udrożnienia światła przepływu (15).
To od wcześniej przygotowanego projektu/modelu będzie zależeć, jak duża ma być średnica naczynia czy jego długość, a następnie na podstawie dobranych informacji ustala [...]