Sådan kan vi printe menneskelige reservedele
Brusk
3D-printet brusk er måske det væv, som er tættest på at kunne bruges direkte i mennesker.
Svenske forskere fra Sahlgrenska Universitetssjukhuset i Gøteborg har hentet bruskceller fra en patients knæ og skabt stamceller, der kan udvikle sig til forskellige typer af celler. Stamcellerne blev herefter formeret og indkapslet i en cellulose-opløsning. Derefter blev de printet i en struktur, der ligner menneskeligt brusk, og behandlet, så de omdannede sig til bruskvæv.
Forsøg med at indoperere lignende brusk i mus viste, at brusken i løbet af relativt kort tid dannede blodkar og blev en integreret del af musens eget væv. Det giver håb om, at det inden for få år vil være muligt at erstatte brusk i for eksempel ører, næser og knæ med kunstigt 3D-printet væv.
Også væv som knogler og muskler står højt på forskernes liste over de næste store landvindinger inden for 3D-bioprint. Ligesom brusk er vævet relativt simpelt at printe, da det består af få celletyper.
Hud
Bioprintet væv, særligt lever-, nyre- og hudvæv, bliver allerede nu solgt af det amerikanske bioprintselskab Organovo og brugt af kosmetik- og kemifirmaer til produkttest.
Næste skridt er hud, som er så velproduceret, at den kan transplanteres direkte på vores egen, hvis vi eksempelvis lider af hudkræft eller har fået brandsår. Et område, som Institut for Regenererende Medicin under USA’s militær storsatser på, idet brandsår tegner sig for 10-30 pct. af alle krigsskader.
Spanske Biodan erklærede i januar som det første firma, at deres bioprintede hud er god nok til transplantationer. Diverse europæiske sundhedsmyndigheder er derfor nu ved at tage stilling til en eventuel godkendelse til brug i sundhedssektoren.
Hår
Kosmetikfirmaet L’Oréal og det franske bioprintfirma Poietis har proklameret, at de er i stand til at bioprinte hårsække – altså de små organer, som producerer hår. Printet sker med en ekstremt høj celleopløsning i en størrelsesorden på 10 mikron og en cellelevedygtighed på over 95 pct.
Hornhinder
Om blot fem år udskriver vi hornhinder skræddersyet til netop dit syn. Sådan er tidshorisonten for et projekt, som forskere fra spanske La Paz Hospital, MIT og Harvard University står bag.
Årligt mister over 10 millioner personer synet, fordi det ikke lykkes at finde en passende donorhornhinde i tide, eller fordi den transplanterede hornhinde bliver afstødt. Den risiko burde blive elimineret med 3D-printede hornhinder, eftersom forskerholdet vil bygge det levende væv på patientens fedtlag, der indeholder cirka otte procent stamceller.
Hjerte
Hjertet er faktisk et af de mindst komplicerede organer. Hjertet udfører ikke komplicerede biokemiske funktioner som nyren eller leveren. Hjertet er også det mest velkendte organ – modsat eksempelvis hjernen.
Som sådan burde hjertet være et af de nemmeste organer at bioprinte.
At det forholder sig stik modsat, illustrerer kernen af udfordringen ved bioprint. For hjertet er krumtrappen i vores blodkredsløb bestående af blandt andet aterier, kapillærer og vener. Og netop blodkredsløbet er ekstremt svært at bioprinte, fordi det er komplekst og småt. Derfor bioprinter vi formentlig først muskler til reparation af hjertet frem for et helt hjerte.
Nyre/lever
Der er mangel på organer. Bare i USA antages det, at mindst 100.000 personer venter på at få en ny nyre.
Men organer som nyrer og lever er yderst komplekse, da de består af flere celletyper med forskellige funktioner og et fintmasket system af kar, som kan tilføre cellerne ilt og transportere affaldsstoffer væk. Derfor forsøger forskerne at udvikle metoder, som gør det muligt at 3D-printe karsystemer, der ligner dem, vi har i de originale menneskelige organer.
En af metoderne går ud på at kombinere den opløsning, som cellerne befinder sig i, før de sendes ud gennem et printerhoved, med en bionedbrydelig plast, der kan understøtte celler i selve byggefasen og derefter forsvinder i kroppens kredsløb. Men opgaven er yderst kompliceret, og forskerne gør kun små fremskridt.
Sidste år lykkedes det forskere fra Harvard at printe et stykke af en nyre, som foruden blodkar havde et system af nefroner, der løber langs med nyrens blodkar og udveksler affaldsstoffer med dette. Alle er dog enige om, at der er lange udsigter til, at 3D-printede organer som nyrer og levere kan blive så funktionsdygtige, at de kan indopereres i mennesker – måske 25-50 år.
Æggestokke
I foråret kunne amerikanske forskere afsløre, at de havde 3D-printet æggestokke til mus. Derefter var æggestokkene blevet indopereret i levende mus.
Musenes egne karsystem var i stand til at integrere den 3D-printede æggestok, og musene fik naturlig ægløsning og kunne føde levedygtigt afkom.
Hvis teknologien kan overføres til mennesker, kan det give håb for unge kvinder, der har været ramt af kræft og fået ødelagt æggestokkene. Men da æggestokke til mennesker er meget større end til mus, vil det kræve, at der indbygges et system af blodkar, og derfor forventer forventer forskerne ikke, at løsningen er lige om hjørnet.
